CN106433631A - 一种荧光碳点及其制备方法与应用 - Google Patents

一种荧光碳点及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种荧光碳点的制备方法，包括以下步骤：(1)原料的准备：将生长至平台期的细菌用纯水离心清洗后重悬于纯水中；(2)反应：在180‑220℃条件下反应18‑24h；(3)纯化：降至室温后纯化即得荧光碳点溶液。本发明还公开了制备所得荧光碳点在细菌或真菌死活状态荧光鉴定方面以及在细胞线粒体荧光靶向成像方面的应用。本发明的制备方法以细菌为原料，采用水热反应一步制得了具有优异荧光性质的碳点，所得碳点具有良好的水溶性、生物相容性以及荧光发光性质等优点，不但能够有效鉴别出大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及酵母菌等微生物的死活状态，而且能够对哺乳动物细胞的线粒体进行特异成像。

Description

一种荧光碳点及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物纳米材料技术，特别是涉及一种荧光碳点以及基于微生物合成该荧光碳点的方法，以及该荧光碳点在微生物死活鉴别和细胞线粒体荧光探针方面的应用。
背景技术
细菌活力是评价疾病感染、环境污染、食品安全以及抗菌药物药效等方面的重要指标，开发简便、高效、准确的微生物活力检测方法具有重要的现实意义。细菌活力的常用检测方法主要包括平板菌落计数法、浊度法(吸光度检测法)、显微镜(包括原子力显微镜、电子显微镜以及荧光显微镜)观测法和光谱(包括拉曼光谱和红外光谱)检测法等。其中平板菌落计数法耗时较长从而无法满足对细菌现场检测的需求，并且该方法不够直观，无法进行单细胞死活检测。浊度法从原理上仅能够给出细菌生长动力学和细菌的相对数量，但当其用于细菌活力检测时必须要与相应对照组进行对比，这在实际应用中受到很多限制。另外，浊度法也无法评判单个细菌的死活状态。原子力显微镜和电子显微镜主要通过观察细胞形貌对细菌死活进行鉴定，但是该方法统计量小，结果常常不够准确(因为很多死细菌的形貌与活细菌差别不大)。此外，原子力显微镜和电子显微镜观测法的样品制备复杂，设备昂贵，也进一步限制了其应用。光谱检测法同样观测结果不够直观，后续数据分析复杂，数据统计量低，并且实验设计和数据采集过程繁复。结合荧光染料的荧光检测方法，包括荧光显微镜和流式细胞仪等技术，是目前应用最为广泛的细菌活力检测方法。荧光显微镜观测法可以对单个细胞或一群细胞进行直观地染色成像，从而区分细菌死活。经过荧光染色的细菌可以用流式细胞仪对细菌的荧光量和细菌数量进行定量统计，从而实现对大量细菌细胞的定量活力统计。
在细菌死活的荧光检测方面，最重要的是要开发出能够区分细菌死活的荧光染料分子。目前最广泛使用而且已商品化的试剂有碘化丙啶(PI)，它是一种特异性进入死亡细胞内并与其DNA相结合从而发出荧光的物质，但其也有着价格昂贵且生物毒性较高等缺陷。近期唐本忠院士研究组开发出一种新型的细菌死活鉴别试剂(TPE-2BA分子)，该分子也具有类似于PI的功能，可以特异性识别死亡细胞。但该试剂合成复杂且成本较高，这也限制了其广泛应用。综上所述，我们需要开发出制备简单、成本低廉、性能优异的微生物死活鉴定试剂，以满足研究以及生产生活需要。
在另一方面，线粒体是细胞内的关键细胞器，在能量代谢、自由基产生、衰老、细胞凋亡等过程中起重要作用。线粒体广泛分布于各种真核细胞中,它的功能异常与糖尿病、肿瘤、帕金森氏症和阿尔兹海默病等疾病的发生发展密切相关。对线粒体的多少、形貌等的观察和研究对于探知细胞的状态和生命活动至关重要。采用荧光试剂染色法结合荧光显微镜可以直观地对线粒体进行成像。目前应用最广的线粒体成像试剂主要包括罗丹明123以及MitoTracker系列染料。这些染料合成复杂、价格高昂、且光稳定性差，也迫切需要我们开发新型的光稳定良好的线粒体荧光试剂。
碳点由于其制备简单、具有荧光发光能力、尺寸小、水溶性好以及生物毒性低而被广泛应用于许多领域，如细胞成像、生物监测和药物载体等。
发明内容
发明目的：针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种荧光碳点；以及利用细菌微生物，并借助水热合成法，制备该荧光碳点的方法；以及所述荧光碳点在鉴别微生物死活以及线粒体成像性能方面的应用。
技术方案：本发明所述的荧光碳点的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的准备：将生长至平台期的细菌用纯水离心清洗，重悬于纯水中；
(2)反应：在180-220℃条件下反应18-24h；
(3)纯化：降至室温后纯化即得荧光碳点溶液。
优选的，步骤(1)所述细菌为以大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌或者以金黄色葡萄球菌为代表的革兰氏阳性菌。
进一步优选的，所述细菌为金黄色葡萄球菌、普通变形杆菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌、表皮葡萄球菌或藤黄微球菌。
优选的，步骤(1)所述重悬于纯水中的细菌与纯水的质量比为1:100～1:1000。
步骤(3)所述纯化是通过过滤、离心或透析等方法实现。
进一步优选的，步骤(3)采用透析纯化时，使用截留分子量为1000的透析袋。
上述制备方法制备所得荧光碳点也在本发明的保护范围内。
上述荧光碳点在细菌或真菌死活状态荧光鉴定方面的应用也在本发明的保护范围内。
上述荧光碳点在细胞线粒体荧光靶向成像方面的应用也在本发明的保护范围内。
本发明首次以包含大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌在内的细菌为碳源，利用水热合成法一步制得成本低、水溶性好、生物毒性低并具有鉴别细菌、真菌等微生物死活性质的荧光碳点。以溶解于0.1M硫酸中的硫酸喹啉溶液(量子产率为54％)作为标准品进行相对量子产率测试，我们发现，以大肠杆菌为原料制得的碳点其量子产率为8％，而以金黄色葡萄球菌为原料制得的碳点其量子产率为7％，并且两者在不同激发波长下能够分别发出蓝色、绿色和红色的荧光。这两种碳点对革兰氏阴性、革兰氏阳性菌以及真菌均有着鉴别死活的能力，有望应用于微生物死活检测。
制备得到的碳点还具备对哺乳动物细胞的线粒体成像的能力，其抗光漂白的能力远高于常规的有机分子染料。并且由于我们的碳点制备简单、水溶性好、安全性好、成本低廉，有望取代商品化的线粒体成像试剂，在生物医学领域具有宽广的应用前景。
有益效果：本发明方法制得的荧光碳点相对于现有技术，具有以下突出的优势：(1)优异的细菌及真菌等微生物死活检测性能：其对细菌以及真菌等微生物的检测具有一般性，在200μg/mL的浓度下便可实现对包括以大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌和以金黄色葡萄球菌为代表的革兰氏阳性菌和以酵母菌及木霉菌为代表的真菌的死活检测，同时其检测也可实现免清洗，为检测过程带来巨大的简便；(2)优异的荧光性质：以大肠杆菌或金黄色葡萄球菌为原料所制得的碳点，其荧光激发光谱和荧光发射光谱分布均很广，在紫外到红光之内都有一定的发射，从而极大拓宽了其对包含细菌及真菌在内的微生物死活检测的应用范围；(3)优异的抗光漂白能力：我们制备得到的碳点在激光照射下不易被光漂白，其光稳定性远远高于常规的有机染料分子如PI、罗丹明123以及MitoTracker系列染料等；(4)极低的生物毒性：经细菌毒性评价实验，以大肠杆菌或金黄色葡萄球菌为原料制得的荧光碳点在1mg/mL的浓度时，对大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的毒性依旧很低，均保持着80％以上的存活率，即碳点本身的性质并不会导致细菌或者真菌死亡从而保证检测的可靠性；(5)良好的水分散性和稳定性。所制得的荧光碳点具有很好的水分散性和稳定性，适合在含水的生物体系中的各种包括细菌及真菌在内的微生物死活检测的应用。本发明制备方法简单、原料价廉易得、可实现大量制备。
附图说明
图1为利用金黄色葡萄球菌制备荧光碳点的示意图；
图2为本发明以金黄色葡萄球菌为原料制得的荧光碳点的透射电子显微镜(TEM)图；
图3为本发明以金黄色葡萄球菌为原料制得的荧光碳点的紫外-可见吸收光谱图；
图4为本发明以金黄色葡萄球菌为原料制得的两种荧光碳点的荧光激发光谱和发射光谱图；
图5为利用大肠杆菌制备荧光碳点的示意图；
图6为本发明以大肠杆菌为原料制得的荧光碳点的透射电子显微镜(TEM)图；
图7为本发明以大肠杆菌为原料制得的荧光碳点的紫外-可见吸收光谱图；
图8为本发明以大肠杆菌为原料制得的荧光碳点的荧光激发光谱和发射光谱图；
图9为本发明以金黄色葡萄球菌为原料制得的荧光碳点对于不同细菌的死活荧光成像检测图；
图10为本发明以金黄色葡萄球菌为原料制得的荧光碳点对于不同真菌的死活荧光成像检测图；
图11为本发明以大肠杆菌为原料制得的荧光碳点对于不同细菌的死活荧光成像检测图；
图12为本发明以大肠杆菌为原料制得的荧光碳点对于不同真菌的死活荧光成像检测图；
图13为本发明以金黄色葡萄球菌为原料制得的荧光碳点对于不同细胞线粒体的成像效果图；
图14为本发明以大肠杆菌为原料制得的荧光碳点对于不同细胞线粒体的成像效果图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明做出进一步说明。
实施例1
本实施例荧光碳点的制备，包括以下步骤：
(1)原料的准备：于LB培养基中培养金黄色葡萄球菌，使其生长密度达到1010CFU/mL；取一定体积已培养好的微生物培养液，离心分离并用纯水重悬清洗3次，最后将微生物细胞体重悬于30mL纯水中，使细菌与水的质量比为1：1000；
(2)反应：在水热反应釜中以200℃反应24h，形成碳点溶液；
(3)纯化：离心或过滤即得目标荧光碳点溶液。
该反应的示意图见图1；制备所得荧光碳点的透射电子显微镜结果见图2；制备所得荧光碳点的紫外–可见吸收光谱见图3；制备所得荧光碳点的不同波长激发下的荧光发射光谱见图4。
实施例2
本实施例荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是将步骤(1)中的金黄色葡萄球菌换成了大肠杆菌。
该反应的示意图见图5；制备所得荧光碳点的透射电子显微镜结果见图6；制备所得荧光碳点的紫外–可见吸收光谱见图7；制备所得荧光碳点的不同波长激发下的荧光发射光谱见图8。
实施例3
本实施例荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(1)中的金黄色葡萄球菌换成了包括革兰氏阴性菌如普通变形杆菌、铜绿假单胞菌等；以及革兰氏阳性菌如表皮葡萄球菌和藤黄微球菌等在内的细菌。
实施例4到8
实施例4荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(1)中细菌与水的质量比为1:100。
实施例5荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(1)中细菌与水的质量比为1:1000。
实施例6荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(1)中细菌与水的质量比为1:200。
实施例7荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(1)中细菌与水的质量比为1:500。
实施例8荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(1)中细菌与水的质量比为1:800。
实施例9到11
实施例9荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(2)中，反应条件为：在180℃下反应24h。
实施例10荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(2)中，反应条件为：在220℃下反应18h。
实施例11荧光碳点的制备步骤与实施例1相同，只是步骤(2)中，反应条件为：在200℃下反应20h。
实施例12
测试实施例1所制得的荧光碳点对金黄色葡萄球菌的死活鉴别能力，方法如下：
(1)细菌处死：取1mL过夜培养的金黄色葡萄球菌菌液，8000rpm离心后，吸去上清液，加入1mL浓度为1％的苯扎溴铵溶液，以杀死细菌。
(2)死活细菌染色：分别各取200μL未处死以及处死的金黄色葡萄球菌菌液至离心管中，8000rpm离心5min后，去除上清液，加入同等体积的磷酸缓冲液重悬，而后重复此步骤2-3次，最后离心得到浓度为1010CFU/mL的细菌溶液。分别加入200μL实施例1中所制得的碳点溶液，使最终碳点浓度为200μg/mL，37℃下振荡孵育30min。
(3)共聚焦激光荧光显微镜成像观测：用波长为405nm、488nm和552nm的激光作为细菌死活成像的激发光，分别经过碳点孵育的死、活细菌进行荧光成像。
结果见图9，由图可见活金黄色葡萄球菌未出现荧光，而灭活的金黄色葡萄球菌在405nm、488nm和552nm处均能被激发，发射出相应波长的蓝色、绿色和红色荧光。
实施例13
测试实施例1所制得的荧光碳点对革兰氏阳性细菌(如藤黄微球菌和枯草芽孢杆菌)和革兰氏阴性细菌(如大肠杆菌、普通变形杆菌和铜绿假单胞菌)的死活鉴别能力，其方法与实施例12相同。
结果如图9，由图可见，实施例1所制得碳点对革兰氏阳性菌具有良好死活鉴别的性能，并可进行多色成像。
实施例14
测试实施例1所制得的荧光碳点对革兰氏阳性细菌如酵母菌与木霉菌的死活鉴别能力，其方法与实施例12相同。
结果如图10，由图可见，实施例1所制得碳点对真菌同样具有良好死活鉴别的性能，并可进行多色成像。
实施例15
测试实施例2所制得的荧光碳点对革兰氏阳性细菌(如金黄色葡萄球菌、藤黄微球菌和枯草芽孢杆菌)和革兰氏阴性细菌(如大肠杆菌、普通变形杆菌和铜绿假单胞菌)的死活鉴别能力，其方法与实施例12相同。
结果如图11，由图可见，实施例2所制得碳点对革兰氏阳性菌具有良好死活鉴别的性能，并可进行多色成像。
实施例16
测试实施例2所制得的荧光碳点对革兰氏阳性细菌如酵母菌与木霉菌的死活鉴别能力，其方法与实施例12相同。
结果如图12，由图可见，实施例2所制得碳点对真菌同样具有良好死活鉴别的性能，并可进行多色成像。
实施例17
测试实施例1所制得的荧光碳点对MCF-7细胞的线粒体成像效果，方法如下：
(1)细胞培养：复苏MCF-7细胞，在DMEM完全培养基中于37℃、5％CO2环境中培养，待细胞密度长至80％左右时，用胰酶消化并通过流式细胞仪计数，使最终种八孔板时细胞数量为50000个/mL，仍于37℃、5％CO2环境中培养24h。
(2)细胞染色：配制线粒体染料Mitotracker与实施例1中所制得的碳点混合染液，使碳点浓度为200μg/mL。而后，用磷酸缓冲液清洗八孔板中细胞2-3次，加入200μL已配好的混合染液，于7℃、5％CO2环境中共孵育30min。最后用DMEM完全培养基清洗染色的孔，除去溶液中游离的染料分子。
(3)共聚焦激光荧光显微镜成像观测：用波长为488nm和638nm的激光作为细胞线粒体共染的激发光，其中碳点经488nm激光激发发射绿色荧光，而线粒体染料经638nm激光激发发射红色荧光。
荧光成像结果见图13，由图可见，碳点所发射绿色荧光与线粒体染料所发射红色荧光重叠在一起，表明二者具有共定位的性质，也即碳点定向靶向至MCF-7细胞的线粒体，并实现对线粒体的特异性成像。
实施例18
测试实施例2所制得的荧光碳点对MCF-7细胞的线粒体成像效果。方法和实施例17相同，只是将其中的荧光碳点换成实施例2所制得的荧光碳点溶液。
结果见图14，由图可见，荧光碳点所发射绿色荧光与线粒体染料所发射红色荧光重叠在一起，表明二者具有共定位的性质，也即实施例2所制得的碳点能定向靶向至MCF-7细胞的线粒体，并实现对线粒体的特异性成像。

Claims (9)

1.一种荧光碳点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料的准备：将生长至平台期的细菌用纯水离心清洗后重悬于纯水中；
(2)反应：在180-220℃条件下反应18-24h；
(3)纯化：降至室温后纯化即得荧光碳点溶液。
2.根据权利要求1所述的荧光碳点的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述细菌为革兰氏阴性菌或革兰氏阳性菌。
3.根据权利要求2所述的荧光碳点的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述细菌为金黄色葡萄球菌、普通变形杆菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌、表皮葡萄球菌或藤黄微球菌。
4.根据权利要求1所述的荧光碳点的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述重悬于纯水中的细菌与纯水的质量比为1:100～1:1000。
5.根据权利要求1所述的荧光碳点的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述纯化是通过过滤、离心或者透析实现。
6.根据权利要求5所述的荧光碳点的制备方法，其特征在于，步骤(3)采用透析纯化时，使用截留分子量为1000的透析袋。
7.权利要求1-7中任一制备方法制备所得荧光碳点。
8.权利要求8所述荧光碳点在细菌或真菌死活状态荧光鉴定方面的应用。
9.权利要求8所述荧光碳点在细胞线粒体荧光靶向成像方面的应用。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107418566A (zh) * 2017-06-06 2017-12-01 东南大学 一种碳量子点的制备方法及其在生物膜成像上的应用
CN108865132A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种荧光碳量子点及其制备方法和用途
CN109054443A (zh) * 2018-06-27 2018-12-21 西南大学 一种苝系染料荧光碳点及其制备方法和应用
CN113372907A (zh) * 2021-06-02 2021-09-10 安徽大学 一种光合菌红光碳点及其制备方法和应用
CN115340867A (zh) * 2022-08-30 2022-11-15 东南大学 绿色荧光碳点GB-CDs制备方法及在检测线粒体中Fe3+和ATP的应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103803526A (zh) * 2014-01-21 2014-05-21 西南大学 一种荧光纳米碳点
CN104694116A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种靶向活细胞线粒体的碳基荧光探针及其制备
CN105567228A (zh) * 2016-01-27 2016-05-11 山西大学 一种n,p,s共掺杂的荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN105709241A (zh) * 2016-03-23 2016-06-29 东南大学 季铵盐化荧光碳点的制备方法及其在抗菌和区分革兰氏阳性菌/阴性菌方面的应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104694116A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种靶向活细胞线粒体的碳基荧光探针及其制备
CN103803526A (zh) * 2014-01-21 2014-05-21 西南大学 一种荧光纳米碳点
CN105567228A (zh) * 2016-01-27 2016-05-11 山西大学 一种n,p,s共掺杂的荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN105709241A (zh) * 2016-03-23 2016-06-29 东南大学 季铵盐化荧光碳点的制备方法及其在抗菌和区分革兰氏阳性菌/阴性菌方面的应用

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107418566A (zh) * 2017-06-06 2017-12-01 东南大学 一种碳量子点的制备方法及其在生物膜成像上的应用
CN107418566B (zh) * 2017-06-06 2020-06-30 东南大学 一种碳量子点的制备方法及其在生物膜成像上的应用
CN109054443A (zh) * 2018-06-27 2018-12-21 西南大学 一种苝系染料荧光碳点及其制备方法和应用
CN109054443B (zh) * 2018-06-27 2020-07-28 西南大学 一种苝系染料荧光碳点及其制备方法和应用
CN108865132A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种荧光碳量子点及其制备方法和用途
CN108865132B (zh) * 2018-07-27 2021-11-16 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种荧光碳量子点及其制备方法和用途
CN113372907A (zh) * 2021-06-02 2021-09-10 安徽大学 一种光合菌红光碳点及其制备方法和应用
CN115340867A (zh) * 2022-08-30 2022-11-15 东南大学 绿色荧光碳点GB-CDs制备方法及在检测线粒体中Fe3+和ATP的应用
CN115340867B (zh) * 2022-08-30 2023-10-31 东南大学 绿色荧光碳点GB-CDs制备方法及在检测线粒体中Fe3+和ATP的应用

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