応答曲面法（RSM）を用いて、マイクロ波照射時間（T）、マイクロ波出力（W）、淡竹葉と脱イオン水の溶液比率（R）がマイクロ波法で調製した窒素・シリコン自己ドープ炭素量子ドット（N/Si⁃CQDs）の蛍光量子収率（QY）に与える影響を体系的に研究した。これらの工程パラメータがQYに及ぼす影響の有意性順位と対応するQY回帰モデルおよび最適工程パラメータを導出し、検証実験で最適化結果の信頼性を確認した。最適条件で得られたN/Si⁃CQDsは平均粒径が小さく均一な分布を示し、水中での分散性に優れ、励起依存性の発光特性を持ち、蛍光安定性が高く、HEK293細胞に対して細胞毒性が低く、細胞に取り込まれ細胞質と核を明確に区別して細胞を照らすことができることから、これらの炭素量子ドットは細胞イメージングに利用可能であることを示している。本研究は淡竹葉の高付加価値利用の新たな方向性を示すだけでなく、バイオマス炭素量子ドットのマイクロ波法による製造効率向上と細胞イメージングなどの生物医学分野での応用促進に参考となる。

淡竹葉;炭素量子ドット;マイクロ波法;応答曲面法;細胞イメージング