罗丹明修饰纤维素纳米晶体（CNC）的基本结构与组成

2025-07-21 作者：ws 来源：

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产品介绍：

罗丹明修饰纤维素纳米晶体（Rhodamine-modified Cellulose Nanocrystals，简称罗丹明-CNC）是一类将罗丹明荧光染料与纤维素纳米晶体（CNC）通过化学或物理方式结合的功能性纳米材料。它兼具 CNC 的生物相容性、纳米尺度效应与罗丹明的强荧光特性，在生物成像、传感检测、智能材料等领域展现出独特优势。

基本结构与组成

核心：纤维素纳米晶体（CNC）

纤维素纳米晶体是从天然纤维素（如木材、棉花、秸秆等）中通过酸水解、酶解等方法提取的棒状纳米颗粒，具有以下特征：

化学结构：由 β-1,4-糖苷键连接的葡萄糖单元组成，分子链高度有序排列，形成结晶区，直径通常为 5~50 nm，长度为 100~500 nm，呈现棒状或针状形貌。

表面特性：表面富含羟基（-OH），这些羟基不仅赋予 CNC 良好的亲水性，还为后续化学修饰（如罗丹明偶联）提供了丰富的反应位点。

固有优势：来源天然（可再生资源）、生物相容性良好、可降解性强、机械强度高（杨氏模量可达 100~150 GPa），且具有光学各向异性（可形成胆甾相液晶结构）。

修饰物：罗丹明类荧光染料

罗丹明是一类含杂蒽环的荧光染料，常见类型包括罗丹明 B、罗丹明 6G、罗丹明 123 等。其分子结构中含有共轭双键体系，受激发后可发出强荧光（发射波长多为 550~650 nm，呈橙红色至红色），且量子产率高（部分衍生物可达 0.9 以上），光稳定性优于荧光素等染料。

结合方式

罗丹明与 CNC 的结合需依赖 CNC 表面的羟基与染料分子的活性基团反应，主要方式包括：

共价偶联：通过化学反应将罗丹明的活性基团（如氨基、羧基、环氧基）与 CNC 表面的羟基连接，例如：

罗丹明含羧基时，可通过缩合剂（如 EDC/NHS）与 CNC 羟基衍生的氨基反应形成酰胺键；