CN104987863A - 一种氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点及其批量可控制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点及其批量可控制备方法和应用，将碳源、氮源、磷源和硫源混合均匀，得混合物，混合物中C、N、P、S的摩尔比为1:(0～0.8):(0～0.4):(0～0.4)，且N、P、S的含量不同时为0，在空气气氛下将混合物加热至熔融，反应3～60min后自然冷却至室温，将反应产物用硅胶色谱柱分离，除去未反应的原料，即得到氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点。该方法工艺简单、合成时间短、可批量生产、掺杂量可精确调控，制得的碳点的荧光颜色范围为蓝色到绿色，能够在生物荧光标记及细胞成像方面应用，具有良好的经济效益和应用前景。

Description

一种氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点及其批量可控制备方法和应用

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点及其批量可控制备方法和应用。

背景技术

碳纳米材料(包括碳纳米管、碳纳米棒、金刚石、富勒烯、碳量子点等)具有优良的机械性能、导电性能、热稳定性、特殊的荧光性能及化学稳定性，已应用于光学器件、医疗诊断、催化剂、LED封装材料等诸多方面。荧光碳材料是一种具有纳米结构、化学性质稳定的生物相容性材料，被广泛应用于生物成像。而且最近流行的石墨烯碳点具有丰富的表面官能团，可被修饰改性，具有广阔的应用前景。石墨烯量子点的光致发光源于其尺寸效应和zigzag边缘效应，如果在碳点内引入N、P和S等杂原子会引起碳点内局部的电子富集或缺失，从而调控其带隙和发光波长。

最近有关碳点合成方法的报道很多，可归纳为两种：(1)自上而下的方式通过物理、化学等方法将大块的石墨烯分割成具有量子效应的纳米粒子；(2)自下而上的方式通过化学合成、微波或超声辅助等方式将小分子化合物合成为碳点。而且有关氮等杂元素掺杂碳点合成方式的报道也层出不穷。但掺杂碳点的合成方式大都是在溶液中进行，样品浓度非常低，导致其合成产物产率较低，不能满足大规模生产及应用的需求。另外，杂元素的掺杂量难以精确调控。

发明内容

本发明针对现有技术中碳点合成方法存在的产率低、工艺相对复杂、合成时间长等问题，提供一种氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点及其批量可控制备方法和应用，该方法工艺简单、可批量生产、掺杂量可精确调控，产品可用于生物荧光标记，能够作为细胞成像的探针使用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，包括以下步骤:

1)通过自下而上法制备氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点

将碳源、氮源、磷源和硫源混合均匀，得到混合物，其中混合物中元素C、N、P、S的摩尔比为1:(0～0.8):(0～0.4):(0～0.4)，且混合物中元素N、P、S的含量不同时为0，在空气气氛下将混合物加热至200～350℃，待反应3～60min后，停止反应，自然冷却至室温，得到反应产物；

2)产物的纯化分离

将反应产物用硅胶色谱柱分离，除去未反应的碳源、氮源、磷源和硫源，即得到氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点。

所述的碳源为含羧基或羟基的碳氢氧化合物；氮源为含有氮元素的碳氢氧氮化合物；硫源包括含硫氨基酸、硫化物、硫氢化物和硫酸盐；磷源包括核苷酸、磷酸盐、磷酸氢盐和磷酸二氢盐。

所述的碳源为酒石酸、蔗糖、葡萄糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸、苹果酸、二羟甲基丙酸、衣康酸、咖啡酸及其衍生物中的一种或几种任意比例的混合物。

所述的氮源为尿素、叶酸、嘧啶、嘌呤、氨基酸、胍及其衍生物中的一种或几种任意比例的混合物；其中叶酸、嘧啶、嘌呤、氨基酸和胍的衍生物能够同时作为碳源和氮源。

所述的硫源为半胱氨酸、胱氨酸、硫脲、谷胱甘肽、硫化物、硫氢化物和硫酸盐中的一种或几种任意比例的混合物；其中半胱氨酸、胱氨酸和谷胱甘肽能够同时作为碳源、氮源和硫源。

所述的磷源为腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸、尿嘧啶核苷酸、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐中的一种或几种任意比例的混合物；其中腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸能够同时作为碳源、氮源和磷源。

所述步骤1)中的混合均匀是将碳源、氮源、磷源和硫源装入球磨机或研钵中，通过研磨使其混合均匀。

氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法制得的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的尺寸为1～10nm，发出的荧光颜色范围为蓝色到绿色，在100ug/mL浓度以下没有细胞毒性。

氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点在生物荧光标记及细胞成像方面的应用。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，通过调节碳源、氮源、磷源和硫源的加入量来调节C、N、P、S的元素含量，从而能够制备出不同杂原子掺杂量的碳点。将碳源、氮源、磷源和硫源混合均匀后加热至熔融温度敞口进行碳化和脱氢反应，使混合物中的氨基、羟基、羧基等反应性官能团相互作用，脱去水分子形成酯键或酰胺键进而逐步反应使产物体积不断扩大，最终达到纳米尺度(1-10nm)，并且产物中含有的少量未反应的原料可以通过柱层分离除去。该方法工艺简单、合成时间短、可批量生产、掺杂量可精确调控，具有良好的经济效益。

本发明制得的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点含有丰富的羧基和羟基，使其具有良好的水溶性及生物相容性。而且由于作为原料的碳源、氮源、磷源和硫源本身生物相容性较好，因此聚合成碳点以后没有明显的细胞毒性，并且由于制得的碳点具有稳定的荧光性能，可用于生物荧光标记和细胞成像，是一种具有实际应用价值的安全有效的“绿色”荧光纳米材料。

本发明制备碳点所用的碳源、氮源、磷源和硫源均可通过商业途径得到。制得的碳点的细胞毒性通过MTT、WST-1等细胞毒性测试发现，在浓度100μg/mL以下对两种细胞(Hela和H9C2细胞)培养48h后，细胞存活率均在90％以上，说明制得的碳点没有明显的细胞毒性。并且将制得的碳点用于Hela细胞和H9C2细胞的成像，可以发现由于细胞的种类不同，虽然碳点在细胞中的分布和成像情况不同，但都能达到良好的成像效果。

附图说明

图1是本发明中以甘氨酸反应为例所制备的氮掺杂碳点的透射电镜照片。

图2是图1的局部放大图。

图3是本发明中以半胱氨酸反应为例所制备的氮硫共掺杂碳点的透射电镜照片。

图4是本发明中以甘氨酸反应为例所制备的氮掺杂碳点的表面光电子能谱(XPS)表征图。

图5是本发明中以半胱氨酸反应为例所制备的氮硫共掺杂碳点的表面光电子能谱(XPS)表征图。

图6是本发明中以7种氨基酸反应为例所制备的氮掺杂或氮硫共掺杂碳点水溶液在不同光激发下的照片。

图7是本发明中以甘氨酸(a)和半胱氨酸(b)反应为例所制备的氮掺杂或氮硫共掺杂碳点的细胞毒性研究结果。

图8是本发明中以半胱氨酸反应为例所制备的氮硫共掺杂碳点标记的细胞激光共聚焦成像结果，两种细胞分别是Hela细胞(a)和H9C2细胞(b)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐释，而不是要以此对本发明进行限制。

本发明中的碳源可以为含羧基或羟基的碳氢氧化合物，如酒石酸、蔗糖、葡萄糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸、苹果酸、二羟甲基丙酸、衣康酸、咖啡酸及其衍生物等，可以选择其中一种或多种化合物的混合物作为碳源。氮源可以为富含氮元素的碳氢氧氮化合物，如尿素、叶酸、嘧啶、嘌呤、氨基酸、胍及其衍生物等，可以选择其中一种或多种化合物的混合物作为氮源。其中叶酸、嘧啶、嘌呤、氨基酸和胍的衍生物中同时含有丰富的碳原子，因此可以同时用作碳源和氮源。硫源可以为含硫的化合物，包括含硫氨基酸、硫化物和硫酸盐，如半胱氨酸、胱氨酸、硫脲和谷胱甘肽等，也可直接使用硫化物、硫氢化物和硫酸盐，可以选择其中一种或多种化合物的混合物作为硫源。其中半胱氨酸、胱氨酸和谷胱甘肽同时含有碳原子和氮原子，因此可以同时用作碳源、氮源和硫源。磷源可以为腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸，也可以直接使用磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐等。可以选择其中一种或多种化合物的混合物作为磷源。其中腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸中同时含有碳原子、氮原子和磷原子，因此可以同时用作碳源、氮源和磷源。

实施例1以氨基酸同时作为碳源和氮源合成氮掺杂的碳点

以甘氨酸、丙氨酸和缬氨酸的混合物1g同时作为氮源和碳源，在玛瑙研钵中研磨成粉末使其充分混合均匀，混合物中C、N的摩尔比为1:0.3，然后将混合物放入10mL玻璃试管中，将试管放入事先升温到300℃的油浴中，固体氨基酸逐渐开始融化并变成黄棕色直至黑色，形成碳点，反应时间为10min，然后从油浴中取出试管自然冷却。将产物溶于水后用22微米滤膜过滤，再在真空干燥箱中于40℃干燥12h。然后以二氯甲烷和甲醇为展开剂(体积比为4:1)进行梯度柱层析，得到氮掺杂的荧光碳点。

该实施例中的原料还可以为亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、色氨酸、丝氨酸、酪氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸和组氨酸中的一种或几种任意比例的混合物，混合物中C、N的摩尔比可以为1:(0.111～0.667)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到氮掺杂的荧光碳点。

实施例2以胱氨酸同时作为碳源、氮源和硫源制备氮硫共掺杂碳点

以1g胱氨酸同时作为氮源、碳源和硫源，其中C、N、S的摩尔比为1:0.333:0.333，将胱氨酸放入10mL玻璃试管中，将试管放入事先升温到250℃的油浴中，胱氨酸逐渐开始融化并变成黄棕色直至黑色，形成碳点，反应时间为25min，然后从油浴中取出试管自然冷却。将产物溶于乙醇后用22微米滤膜过滤，再在真空干燥箱中于40℃干燥12h。然后以二氯甲烷和甲醇为展开剂(体积比为4:1)进行梯度柱层析，得到氮硫共掺杂的荧光碳点。

该实施例中的原料还可以为半胱氨酸、蛋氨酸、谷胱甘肽中的一种或几种任意比例的混合物，混合物中C、N、S的摩尔比可以为1:(0.2～0.333):(0.1～0.333)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到氮硫共掺杂的荧光碳点。

在上述实施例中，还可以额外的加入硫化物、硫氢化物和硫酸盐作为单独的硫源，加入不含硫的氨基酸及尿素、叶酸、嘧啶、嘌呤、胍及其衍生物等碳氢氧氮化合物作为额外的氮源和碳源，并可加入酒石酸、蔗糖、葡萄糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸、苹果酸、二羟甲基丙酸、衣康酸、咖啡酸及其衍生物等碳氢氧化合物作为额外的碳源，使得混合物中C、N、S的摩尔比可以为1:(0～0.8):(0～0.333)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到氮硫共掺杂的荧光碳点。

另外，还可以将硫化物、硫氢化物和硫酸盐作为单独的硫源，与单独的碳源(碳氢氧化合物)混合，使混合物中C、S的摩尔比可以为1:(0～0.4)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到硫掺杂的荧光碳点。

实施例3分别以酒石酸和甘氨酸作为碳源和氮源制备氮掺杂碳点

将酒石酸和甘氨酸按不同质量比(分别为9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9、0:10，即混合物中C、N的摩尔比为1:(0.05～0.5))混合均匀，每份1g，在玛瑙研钵中研磨成粉末使其充分混合均匀，然后将每份混合物分别放入10mL玻璃试管中，将试管放入事先升温到200℃的油浴中，混合物逐渐开始融化并变成黄棕色直至黑色，形成碳点，反应时间分别为3min、5min、8min、15min、22min、30min、37min、45min、52min、60min，然后从油浴中取出试管自然冷却。将产物溶于水后用22微米滤膜过滤，再在真空干燥箱中于40℃干燥12h。然后进行梯度柱层析，得到氮掺杂的荧光碳点。

在上述实施例中，还可以额外的加入不含硫的其他氨基酸及尿素、叶酸、嘧啶、嘌呤、胍及其衍生物等碳氢氧氮化合物作为额外的氮源和碳源，与单独的碳源(碳氢氧化合物)混合，使得混合物中C、N的摩尔比可以为1:(0～0.8)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到氮掺杂的荧光碳点。

实施例4以柠檬酸为碳源，谷胱甘肽为氮源和硫源制备氮硫共掺杂碳点

将柠檬酸与谷胱甘肽按不同质量比(分别为9:1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9、0:10，即混合物中C、N、S的摩尔比为1:(0.03～0.3):(0.01～0.1))混合均匀，每份1g，在球磨机中研磨成粉末使其充分混合均匀，然后将每份混合物分别放入10mL玻璃试管中，将试管放入事先升温到350℃的油浴中，混合物逐渐开始融化并变成黄棕色直至黑色，形成碳点，反应时间分别为3min、6min、9min、12min、20min、35min、40min、45min、50min、60min，然后从油浴中取出试管自然冷却。将产物溶于水后用22微米滤膜过滤，再在真空干燥箱中于40℃干燥12h。然后进行梯度柱层析，得到氮硫共掺杂的荧光碳点。

实施例5核苷酸作为碳源、氮源和磷源制备氮磷共掺杂碳点

以1g腺嘌呤核苷酸同时作为氮源、碳源和磷源，其中C、N、P的摩尔比为1:0.5:0.1，然后将腺嘌呤核苷酸放入10mL玻璃试管中，将试管放入事先升温到280℃的油浴中，腺嘌呤核苷酸逐渐开始融化并变成黄棕色直至黑色，形成碳点，反应时间为55min，然后从油浴中取出试管自然冷却。将产物溶于乙醇后用22微米滤膜过滤，再在真空干燥箱中于40℃干燥12h。然后进行梯度柱层析，得到氮磷共掺杂的荧光碳点。

该实施例中的原料还可以为鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸、尿嘧啶核苷酸中的一种或几种任意比例的混合物，混合物中C、N、P的摩尔比可以为1:(0.2～0.5):(0.1～0.111)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到氮磷共掺杂的荧光碳点。

在上述实施例中，还可以额外的加入磷酸盐、磷酸氢盐和磷酸二氢盐作为单独的磷源，加入不含硫的碳氢氧氮化合物作为额外的氮源和碳源，与单独的碳源(碳氢氧化合物)混合，使得混合物中C、N、P的摩尔比可以为1:(0～0.8):(0～0.4)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到氮磷共掺杂的荧光碳点。

另外，还可以将核苷酸、磷酸盐、磷酸氢盐和磷酸二氢盐作为磷源(和碳源及氮源)，加入含硫或不含硫的碳氢氧氮化合物作为额外的氮源和碳源(和硫源)，加入硫氨基酸、硫化物、硫氢化物和硫酸盐作为额外的硫源(和氮源)，与单独的碳源(碳氢氧化合物)混合，使混合物中C、N、S、P的摩尔比可以为1:(0～0.8):(0～0.4):(0～0.4)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到氮硫磷共掺杂的荧光碳点。

同时，还可以将磷酸盐、磷酸氢盐和磷酸二氢盐作为单独的磷源，将硫化物、硫氢化物和硫酸盐作为单独的硫源，与单独的碳源(碳氢氧化合物)混合，使混合物中C、S、P的摩尔比可以为1:(0～0.4):(0～0.4)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到硫磷掺杂的荧光碳点。

并且，还可以将磷酸盐、磷酸氢盐和磷酸二氢盐作为单独的磷源，与单独的碳源(碳氢氧化合物)混合，使混合物中C、P的摩尔比可以为1:(0～0.4)的任意比例，反应时间可以为3min～1h的任意时间，经实验发现在上述各种条件下均可以得到磷掺杂的荧光碳点。

图1是以甘氨酸同时作为碳源和氮源制得的氮掺杂碳点的透射电镜照片，图2是图1的局部放大图，从图1和图2中可以看出，制备的氮掺杂碳点尺寸只有几个纳米，而且碳原子规整排列。

图3是以半胱氨酸同时作为碳源、氮源和硫源制得的氮硫共掺杂碳点的透射电镜照片，从图3中可以看出，制备的氮硫共掺杂碳点尺寸约为2～5nm。

图4是以甘氨酸同时作为碳源和氮源制得的氮掺杂碳点的表面光电子能谱(XPS)表征图，从图4中可以看出，制得的氮掺杂碳点中含有碳、氮和氧元素。

图5是以半胱氨酸同时作为碳源、氮源和硫源制得的氮硫共掺杂碳点的表面光电子能谱(XPS)表征图，从图5中可以看出，制得的氮硫共掺杂碳点中含有碳、氮、硫和氧元素。

图6是以甘氨酸(Gl)、丝氨酸(S)、苏氨酸(T)、组氨酸(Hi)、色氨酸(Tr)和精氨酸(Ar)这6种氨基酸分别同时作为碳源和氮源制得的氮掺杂碳点，以及以半胱氨酸(Cy)同时作为碳源、氮源和硫源制得的氮硫共掺杂碳点的水溶液在不同光激发下的照片，从图6中可以看出，制得的6种氮掺杂碳点和1种氮硫共掺杂碳点均有明显荧光，而且荧光颜色和亮度与激发波长有关。

图7(a)是以甘氨酸同时作为碳源和氮源制得的氮掺杂碳点的细胞毒性研究结果，(b)是以半胱氨酸同时作为碳源、氮源和硫源制得的氮硫共掺杂碳点的细胞毒性研究结果，两种细胞分别是Hela细胞和H9C2细胞，分别在含有碳点的培养液中生长24和48h，从图7中可以看出，制备的氮掺杂碳点和氮硫共掺杂碳点在浓度100μg/mL以下对两种细胞(Hela和H9C2细胞)均没有明显毒性。

图8是以半胱氨酸同时作为碳源、氮源和硫源制得的氮硫共掺杂碳点标记的细胞激光共聚焦成像结果，其中(a)为Hela细胞，(b)为H9C2细胞，从图8中可以看出，制得的氮硫共掺杂碳点可以进入这两种细胞并主要分布在细胞质中，可用于细胞的荧光标记和成像。

本发明中实施例的投料比、反应时间等都可以进行调整，反应温度随着反应物熔点不同，可根据实际情况进行更改。因此这里给出的实施例仅能代表可选材料的一小部分，但本发明并不局限于上述实施例，应当理解在本发明构思引导下，本领域技术人员可以进行各种实验条件修改和改进，所附权利要求概括了本发明的范围。

Claims (9)

1.一种氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

1)通过自下而上法制备氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点

将碳源、氮源、磷源和硫源混合均匀，得到混合物，其中混合物中元素C、N、P、S的摩尔比为1:(0～0.8):(0～0.4):(0～0.4)，且混合物中元素N、P、S的含量不同时为0，在空气气氛下将混合物加热至200～350℃，待反应3～60min后，停止反应，自然冷却至室温，得到反应产物；

2)产物的纯化分离

将反应产物用硅胶色谱柱分离，除去未反应的碳源、氮源、磷源和硫源，即得到氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点。

2.根据权利要求1所述的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，其特征在于：所述的碳源为含羧基和羟基的碳氢氧化合物；氮源为含有氮元素的碳氢氧氮化合物；硫源包括含硫氨基酸、硫化物、硫氢化物和硫酸盐；磷源包括核苷酸、磷酸盐、磷酸氢盐和磷酸二氢盐。

3.根据权利要求1所述的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，其特征在于：所述的碳源为酒石酸、蔗糖、葡萄糖、葡萄糖酸钠、柠檬酸、苹果酸、二羟甲基丙酸、衣康酸、咖啡酸及其衍生物中的一种或几种任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，其特征在于：所述的氮源为尿素、叶酸、嘧啶、嘌呤、氨基酸、胍及其衍生物中的一种或几种任意比例的混合物；其中叶酸、嘧啶、嘌呤、氨基酸和胍的衍生物能够同时作为碳源和氮源。

5.根据权利要求1所述的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，其特征在于：所述的硫源为半胱氨酸、胱氨酸、硫脲、谷胱甘肽、硫化物、硫氢化物和硫酸盐中的一种或几种任意比例的混合物；其中半胱氨酸、胱氨酸和谷胱甘肽能够同时作为碳源、氮源和硫源。

6.根据权利要求1所述的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，其特征在于：所述的磷源为腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸、尿嘧啶核苷酸、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐中的一种或几种任意比例的混合物；其中腺嘌呤核苷酸、鸟嘌呤核苷酸、胞嘧啶核苷酸、胸腺嘧啶核苷酸和尿嘧啶核苷酸能够同时作为碳源、氮源和磷源。

7.根据权利要求1所述的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的混合均匀是将碳源、氮源、磷源和硫源装入球磨机或研钵中，通过研磨使其混合均匀。

8.权利要求1所述的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点的批量可控制备方法制得的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点，其特征在于：其尺寸为1～10nm，发出的荧光颜色范围为蓝色到绿色，在100ug/mL浓度以下没有细胞毒性。

9.权利要求8所述的氮、磷、硫掺杂或共掺杂碳点在生物荧光标记及细胞成像方面的应用。