CN108485659A - 双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用 - Google Patents
双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108485659A CN108485659A CN201810145925.3A CN201810145925A CN108485659A CN 108485659 A CN108485659 A CN 108485659A CN 201810145925 A CN201810145925 A CN 201810145925A CN 108485659 A CN108485659 A CN 108485659A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quantum dot
- graphene quantum
- amphiphilic
- amphiphilic graphene
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了一种双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用,双亲性石墨烯量子点材料能作为自主靶向细胞核成像荧光探针。本发明选择价廉的1,5‑二氨基萘为前驱物,在乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,采用溶剂热法进行低温的生长和原位的表面功能化。本发明合成的石墨烯量子点具有双亲性,能稳定分散于有机溶剂和水溶液中,这种双亲性使石墨烯量子点具有穿过细胞核的类脂双层膜的能力。无毒,尺寸小。本发明合成的荧光石墨烯量子点材料在生物成像技术领域特别是在细胞核成像方面展示出诱人的应用前景,合成方法简单、环保、低能耗,适合工业放大。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光纳米材料、其制备方法及其应用,特别是涉及一种石墨烯量子点材料、其制备方法及其应用,应用于石墨烯新材料、荧光探针及生物细胞成像技术领域。
背景技术
真核细胞中的细胞核是一个复杂的同时也是一个具有有良好组织能力的动态体系结构,其具有基因表达、复制、重组、修复、RNA加工和核糖体子单元装配的功能。它被视为最重要的细胞器,因为疾病表型与细胞核组织架构的变化密切相关。例如,人们已经发现细胞核的变化与肿瘤细胞的癌性状态有密切关系。因此细胞核的有效荧光成像对于疾病诊断、细胞核跟踪和细胞状态检测等具有重要的作用。
实际上,由于细胞核的特殊性,荧光探针必须穿过包围细胞核独特的类脂双层膜才能成功染色细胞核,这无疑会限制荧光探针进入细胞核。为了有效的染色细胞核,荧光探针必须拥有比8纳米的核孔更小的尺寸,或者能与核酸和染色质有特别的相互作用。但值得注意的是,并不是所有尺寸小于8纳米的荧光探针都可以进入细胞核,这是因为能否进入细胞核与探针表面性质有重要的关系。现如今,荧光探针已经被成功设计并应用于细胞核成像,如4',6-二脒基-2-苯基吲哚和赫斯特染料等有机染料,由于它们具有良好的生物相容性,已被广泛应用于癌细胞和正常细胞的细胞核染色,然而其水溶性、光稳定性和荧光强度还难以令人满意,而且还容易光漂白,这些都限制了有机染料的进一步应用。还有如碲化镉量子点和硒化镉量子点等半导体量子点也已经被广泛应用于细胞荧光成像,但是如果不对它们进行复杂的修饰,很难进入细胞核;而且半导体量子点含有重金属,这些重金属具有巨大的毒性,这无疑会影响它在生物成像中的应用。因此,急需探寻一种拥有良好光稳定性和水溶性、无毒和适当粒径的新型荧光探针用于细胞核成像。
发明内容
为了解决现有技术问题,本发明的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用,合成一种双亲性石墨烯量子点,具有自主细胞核靶向成像功能,能作为细胞核靶向成像荧光探针,并应用于生物细胞成像,本发明合成的石墨烯量子点具有双亲性,能稳定分散于有机溶剂和水溶液中,这种双亲性使石墨烯量子点具有穿过细胞核的类脂双层膜的能力。无毒,尺寸小。本发明合成的荧光石墨烯量子点材料在生物成像技术领域特别是在细胞核成像方面展示出诱人的应用前景,合成方法简单、环保、低能耗,适合工业放大。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种双亲性石墨烯量子点材料,所述双亲性石墨烯量子点是包含连接在碳原子的氯原子、氨基或羟基的纳米尺度下的石墨烯纳米片层;所述双亲性石墨烯量子点的平均直径1~5nm,平均厚度为0.6~2.0nm,并且所述的双亲性石墨烯量子点包含C、N、Cl、O、H五种元素。
优选上述双亲性石墨烯量子点的平均直径为5.0nm,优选平均厚度为1.0nm。
一种本发明双亲性石墨烯量子点材料的制备方法,包括如下步骤:
a.以1,5-二氨基萘作为前驱物,采用乙醇和三氯甲烷的混合溶剂作为溶剂,在搅拌作用下,将0.05~0.5g的1,5-二氨基萘缓慢加入到10~50mL的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,对混合溶液进超声搅拌10~50分钟,到1,5-二氨基萘、乙醇和三氯甲烷充分混合的反应物体系溶液,然后采用溶剂热法,将反应物体系溶液转移到容积不低于50mL的聚四氟乙烯高压反应釜中,在120~230℃温度下进行水热反应6~24h,制备双亲性石墨烯量子点产物;优选采用体积比为5:1~1:5的上述乙醇和三氯甲烷的混合溶剂作为溶剂;
b.待在所述步骤a中制备的双亲性石墨烯量子点产物自然冷却后,将双亲性石墨烯量子点产物取出,用孔径不大于的220nm的微孔滤膜对双亲性石墨烯量子点产物进行过滤,再将过滤后的滤液转移到透析袋内进行透析,经过透析分离纯化后,从而得到双亲性石墨烯量子点溶液;
c.进行双亲性石墨烯量子点溶液的溶剂进行转换处理,将在所述步骤b中得到的双亲性石墨烯量子点溶液放入旋转蒸发仪中,将有机溶剂蒸干后,再加去离子水进行超声10~50分钟,使双亲性石墨烯量子点溶解于水中,最后得到双亲性石墨烯量子点水相溶液。
一种本发明双亲性石墨烯量子点材料作为细胞核靶向成像荧光探针的应用,将双亲性石墨烯量子点作为细胞核靶向成像荧光探针,应用于在活细胞成像时能自主对细胞核进行核靶向成像。
作为本发明优选的技术方案,双亲性石墨烯量子点材料作为细胞核靶向成像荧光探针的应用,将双亲性石墨烯量子点和细胞培养基进行共同培养1-3h,得到双亲性石墨烯量子点浓度为10~100mg/L的细胞核靶向成像荧光探针-细胞培养液,在荧光显微镜下对通过培养得到的细胞核靶向成像荧光探针-细胞培养液中的细胞进行观测,获得细胞的细胞核成像的荧光照片。
优选上述细胞为Hela细胞或其他活细胞。
本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明以1,5-二氨基萘为前驱物,在溶剂热条件下进行生长、原位的氯掺杂和表面功能化,方法简单;
2.本发明制备的双亲性石墨烯量子点不含重金属元素如镉、铅等,对细胞无毒;
3.本发明制备的双亲性石墨烯量子点光稳定性好,双亲性石墨烯量子点尺寸小,能保证其能满足进入细胞核的尺寸条件;
4.本发明制备的石墨烯量子点具有双亲性,即能溶解在乙醇、三氯甲烷、甲苯等有机溶剂中能稳定分散在水溶液中。
附图说明
图1是本发明实施例一双亲性石墨烯量子点的X射线衍射图。
图2是本发明实施例一双亲性石墨烯量子点的原子力扫描电子显微镜图像。
图3是本发明实施例一双亲性石墨烯量子点的透射电子显微镜图像及其粒径分布图像。
图4是本发明实施例一双亲性石墨烯量子点的X射线光电子能谱图。
图5是本发明实施例一双亲性石墨烯量子点在有机溶剂和水溶液中的吸收荧光光谱图。
图6是本发明实施例四双亲性石墨烯量子点溶于不同溶剂在紫外等照射下发光状态图。
图7是本发明实施例五双亲性石墨烯量子点作为核靶向荧光探针对Hela细胞进行细胞核成像的荧光照片。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明,本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中,参见图1~图5,一种双亲性石墨烯量子点材料,所述双亲性石墨烯量子点是包含连接在碳原子的氯原子、氨基或羟基的纳米尺度下的石墨烯纳米片层;所述双亲性石墨烯量子点的平均直径5.0nm,平均厚度为1.0nm,并且所述的双亲性石墨烯量子点包含C、N、Cl、O、H五种元素。
一种本实施例双亲性石墨烯量子点材料的制备方法,包括如下步骤:
a.以1,5-二氨基萘作为前驱物,采用体积比为1:1的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂作为溶剂,在搅拌作用下,将0.05g的1,5-二氨基萘缓慢加入到40mL的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,对混合溶液进超声搅拌30分钟,到1,5-二氨基萘、乙醇和三氯甲烷充分混合的反应物体系溶液,然后采用溶剂热法,将反应物体系溶液转移到容积为50mL的聚四氟乙烯高压反应釜中,在150℃温度下进行水热反应6h,制备双亲性石墨烯量子点产物;
b.待在所述步骤a中制备的双亲性石墨烯量子点产物自然冷却后,将双亲性石墨烯量子点产物取出,用孔径为220nm的微孔滤膜对双亲性石墨烯量子点产物进行过滤,再将过滤后的滤液转移到透析袋内进行透析,经过透析分离纯化后,从而得到双亲性石墨烯量子点溶液;
c.进行双亲性石墨烯量子点溶液的溶剂进行转换处理,将在所述步骤b中得到的双亲性石墨烯量子点溶液放入旋转蒸发仪中,将有机溶剂蒸干后,再加去离子水进行超声30分钟,使双亲性石墨烯量子点溶解于水中,最后得到双亲性石墨烯量子点水相溶液。
结合图1~图5,图1是本实施例制备的双亲性石墨烯量子点的X射线衍射图。图2是本实施例制备的双亲性石墨烯量子点的原子力扫描电子显微镜图像。图3是本实施例制备的双亲性石墨烯量子点的透射电子显微镜图像及其粒径分布图像。图4是本实施例制备的双亲性石墨烯量子点的X射线光电子能谱图。图5是本实施例制备的双亲性石墨烯量子点在有机溶剂和水溶液中的吸收荧光光谱图。本实施例制备的双亲性石墨烯量子点具有如图1所示的X射线衍射图和图4所示的X射线光电子能谱图。从图1可知,双亲性石墨烯量子点在26°有典型的石墨峰,代表石墨[002]晶面。从图2可知,双亲性石墨烯量子点的平均厚度为0.6~2.0nm。从图3可知,双亲性石墨烯量子点的平均粒径1~5nm。从图4可知,双亲性石墨烯量子点的X射线光电子能谱图,表明该石墨烯量子点的元素组成。从图5可知,双亲性石墨烯量子点能溶于水溶液和有机溶剂甲苯中,具有双亲性。本实施例制备双亲性石墨烯量子点以小分子1,5-二氨基萘为前驱物,通过超声分散、溶剂热法制备、过滤纯化及溶剂转换,制备双亲性石墨烯量子点。本实施例制备双亲性石墨烯量子点时所加的溶剂为乙醇和三氯甲烷的混合溶剂,反应后产物经过过滤去除固体杂质,然后通过旋转蒸发的方法将石墨烯量子点从有机相溶剂转移到水相中。本实施例制备的双亲性石墨烯量子点在有机溶剂乙醇、三氯甲烷、甲苯中有很好的溶解性,并且也能稳定溶解于水溶液中。本实施例制备的双亲性石墨烯量子点是包含连接在碳原子的氯原子、氨基或羟基的纳米尺度下的石墨烯纳米片层;所述双亲性石墨烯量子点的平均直径5.0nm,平均厚度为1.0nm,并且所述的双亲性石墨烯量子点包含C、N、Cl、O、H五种元素。本实施例制备的双亲性石墨烯量子点尺寸小,能保证其能满足进入细胞核的尺寸条件。本实施例以1,5-二氨基萘为前驱物,1,5-二氨基萘具有两个苯环连起来的石墨烯分子结构,在溶剂热条件下能进行生长、原位的氯掺杂和表面功能化。
本实施例制备具有自主细胞核靶向成像功能的双亲性荧光石墨烯量子点,与传统的半导体量子点相比,新型的石墨烯量子点具有如下独特的性质:
1)不含重金属元素如镉、铅等,对细胞无毒;
2)结构非常稳定,耐酸碱,耐光腐蚀;
3)具有双亲性,能稳定分散在有机溶液和水溶液中,为穿过细胞核的类脂双层膜创造条件;
4)厚度可薄到单原子层,尺寸可以小于8纳米,保证其能满足进入细胞核的尺寸条件;
5)容易实现表面功能化,进而能与核酸和染色质进行相互作用。
本实施例选择价廉的1,5-二氨基萘为前驱物,在乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,采用溶剂热法进行低温的生长和原位的表面功能化。本实施例合成的石墨烯量子点具有双亲性,能稳定分散于有机溶剂和水溶液中,这种双亲性使石墨烯量子点具有穿过细胞核的类脂双层膜的能力。无毒,尺寸小。本实施例合成的荧光石墨烯量子点材料在生物成像技术领域特别是在细胞核成像方面展示出诱人的应用前景,合成方法简单、环保、低能耗,适合工业放大。
实施例二:
本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,一种双亲性石墨烯量子点材料的制备方法,包括如下步骤:
a.以1,5-二氨基萘作为前驱物,采用体积比为4:1的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂作为溶剂,在搅拌作用下,将0.5g的1,5-二氨基萘缓慢加入到50mL的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,对混合溶液进超声搅拌50分钟,到1,5-二氨基萘、乙醇和三氯甲烷充分混合的反应物体系溶液,然后采用溶剂热法,将反应物体系溶液转移到容积为50mL的聚四氟乙烯高压反应釜中,在230℃温度下进行水热反应24h,制备双亲性石墨烯量子点产物;
b.待在所述步骤a中制备的双亲性石墨烯量子点产物自然冷却后,将双亲性石墨烯量子点产物取出,用孔径为220nm的微孔滤膜对双亲性石墨烯量子点产物进行过滤,再将过滤后的滤液转移到透析袋内进行透析,经过透析分离纯化后,从而得到双亲性石墨烯量子点溶液;
c.进行双亲性石墨烯量子点溶液的溶剂进行转换处理,将在所述步骤b中得到的双亲性石墨烯量子点溶液放入旋转蒸发仪中,将有机溶剂蒸干后,再加去离子水进行超声50分钟,使双亲性石墨烯量子点溶解于水中,最后得到双亲性石墨烯量子点水相溶液。
本实施例选择价廉的1,5-二氨基萘为前驱物,在乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,采用溶剂热法进行低温的生长和原位的表面功能化。本实施例合成的石墨烯量子点具有双亲性,能稳定分散于有机溶剂和水溶液中,这种双亲性使石墨烯量子点具有穿过细胞核的类脂双层膜的能力。无毒,尺寸小。本实施例合成的荧光石墨烯量子点材料在生物成像技术领域特别是在细胞核成像方面展示出诱人的应用前景,合成方法简单、环保、低能耗,适合工业放大。
实施例三:
本实施例与前述实施例基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,一种双亲性石墨烯量子点材料的制备方法,包括如下步骤:
a.以1,5-二氨基萘作为前驱物,采用体积比为1:3的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂作为溶剂,在搅拌作用下,将0.05g的1,5-二氨基萘缓慢加入到10mL的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,对混合溶液进超声搅拌10分钟,到1,5-二氨基萘、乙醇和三氯甲烷充分混合的反应物体系溶液,然后采用溶剂热法,将反应物体系溶液转移到容积为50mL的聚四氟乙烯高压反应釜中,在120℃温度下进行水热反应6h,制备双亲性石墨烯量子点产物;
b.待在所述步骤a中制备的双亲性石墨烯量子点产物自然冷却后,将双亲性石墨烯量子点产物取出,用孔径为220nm的微孔滤膜对双亲性石墨烯量子点产物进行过滤,再将过滤后的滤液转移到透析袋内进行透析,经过透析分离纯化后,从而得到双亲性石墨烯量子点溶液;
c.进行双亲性石墨烯量子点溶液的溶剂进行转换处理,将在所述步骤b中得到的双亲性石墨烯量子点溶液放入旋转蒸发仪中,将有机溶剂蒸干后,再加去离子水进行超声10分钟,使双亲性石墨烯量子点溶解于水中,最后得到双亲性石墨烯量子点水相溶液。
本实施例选择价廉的1,5-二氨基萘为前驱物,在乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,采用溶剂热法进行低温的生长和原位的表面功能化。本实施例合成的石墨烯量子点具有双亲性,能稳定分散于有机溶剂和水溶液中,这种双亲性使石墨烯量子点具有穿过细胞核的类脂双层膜的能力。无毒,尺寸小。本实施例合成的荧光石墨烯量子点材料在生物成像技术领域特别是在细胞核成像方面展示出诱人的应用前景,合成方法简单、环保、低能耗,适合工业放大。
实施例四:
在本实施例中,对实施例一制备的双亲性石墨烯量子点进行双亲性证明试验:
由于双亲性石墨烯量子点在甲苯和水溶液中都能溶解,将双亲性石墨烯量子点旋转蒸发干,加入1:1的甲苯和去离子水超声溶解过滤,转移到比色皿中,得到如图6所示,在365nm的紫外光照射下,将双亲性石墨烯量子点溶于不同溶剂的上下两层溶液都能发出明亮的绿色荧光。
实施例五:
在本实施例中,在装有2mL培养基的直径为40mm的无菌培养皿中种植20万个Hela细胞,在培养箱中培养24小时,控制培养箱中环境为37℃的CO2气氛,完成Hela细胞初步培养。
在本实施例中,一种基于双亲性石墨烯量子点材料的应用,将实施例一具有自主细胞核靶向成像功能的双亲性荧光石墨烯量子点材料作为荧光探针,应用于细胞生物组织成像,将含有0.02mg的实施例一双亲性荧光石墨烯量子点的双亲性荧光石墨烯量子点水相溶液与完成Hela细胞初步培养的1.98mL培养基混合,将上述培养液换成含有上述双亲性荧光石墨烯量子点的培养液,在上述同样条件下,将双亲性荧光石墨烯量子点和细胞培养基再进行共同培养2小时,在共聚焦荧光显微镜下,通过培养得到的细胞核靶向成像荧光探针-细胞培养液中的细胞进行观测,获得细胞的细胞核成像的荧光照片,所得Hela细胞的荧光图像如图7所示。本实施例获得Hela活细胞荧光探针染色图像清晰,细胞轮廓鲜明。相比传统的细胞染色成像更具有优势,表明本发明实施例一石墨烯量子点的荧光性能得到显著提升。本实施例用量子靶向标记细胞核,用共聚焦荧光显微镜观察量子点进入细胞核的荧光图像,实现了高效率荧光量子点在生物成像中的应用。本发明实施例一制备的石墨烯量子点厚度可薄到单原子层,尺寸可以小于8纳米,保证其能满足进入细胞核的尺寸条件,容易实现表面功能化,进而能与核酸和染色质进行相互作用。
实施例六:
本实施例与实施例五基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,在装有2mL培养基的直径为40mm的无菌培养皿中种植20万个Hela细胞,在培养箱中培养24小时,控制培养箱中环境为37℃的CO2气氛,完成Hela细胞初步培养。
在本实施例中,一种基于双亲性石墨烯量子点材料的应用,将实施例一具有自主细胞核靶向成像功能的双亲性荧光石墨烯量子点材料作为荧光探针,应用于细胞生物组织成像,将含有0.2mg的实施例一双亲性荧光石墨烯量子点的双亲性荧光石墨烯量子点水相溶液与完成Hela细胞初步培养的2.0mL培养基混合,将上述培养液换成含有上述双亲性荧光石墨烯量子点的培养液,在上述同样条件下,将双亲性荧光石墨烯量子点和细胞培养基再进行共同培养2小时,在共聚焦荧光显微镜下,通过培养得到的细胞核靶向成像荧光探针-细胞培养液中的细胞进行观测,获得细胞的细胞核成像的荧光照片,所得Hela细胞的荧光图像如图7所示。本实施例获得Hela活细胞荧光探针染色图像清晰,细胞轮廓鲜明。相比传统的细胞染色成像更具有优势,表明本发明实施例一石墨烯量子点的荧光性能得到显著提升。本实施例用量子靶向标记细胞核,用共聚焦荧光显微镜观察量子点进入细胞核的荧光图像,实现了高效率荧光量子点在生物成像中的应用。本发明实施例一制备的石墨烯量子点厚度可薄到单原子层,尺寸可以小于8纳米,保证其能满足进入细胞核的尺寸条件,容易实现表面功能化,进而能与核酸和染色质进行相互作用。本实施例能将双亲性石墨烯量子点作为细胞核靶向成像荧光探针,应用于在活细胞成像时能自主对细胞核进行核靶向成像。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明,但本发明不限于上述实施例,还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化,凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,只要符合本发明的发明目的,只要不背离本发明双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用的技术原理和发明构思,都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种双亲性石墨烯量子点材料,其特征在于:所述双亲性石墨烯量子点是包含连接在碳原子的氯原子、氨基或羟基的纳米尺度下的石墨烯纳米片层;所述双亲性石墨烯量子点的平均直径1~5nm,平均厚度为0.6~2.0nm,并且所述的双亲性石墨烯量子点包含C、N、Cl、O、H五种元素。
2.根据权利要求1所述双亲性石墨烯量子点材料,其特征在于:所述双亲性石墨烯量子点的平均直径为5.0nm,平均厚度为1.0nm。
3.一种权利要求1所述双亲性石墨烯量子点材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
a.以1,5-二氨基萘作为前驱物,采用乙醇和三氯甲烷的混合溶剂作为溶剂,在搅拌作用下,将0.05~0.5g的1,5-二氨基萘缓慢加入到10~50mL的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂中,对混合溶液进超声搅拌10~50分钟,到1,5-二氨基萘、乙醇和三氯甲烷充分混合的反应物体系溶液,然后采用溶剂热法,将反应物体系溶液转移到容积不低于50mL的聚四氟乙烯高压反应釜中,在120~230℃温度下进行水热反应6~24h,制备双亲性石墨烯量子点产物;
b.待在所述步骤a中制备的双亲性石墨烯量子点产物自然冷却后,将双亲性石墨烯量子点产物取出,用孔径不大于的220nm的微孔滤膜对双亲性石墨烯量子点产物进行过滤,再将过滤后的滤液转移到透析袋内进行透析,经过透析分离纯化后,从而得到双亲性石墨烯量子点溶液;
c.进行双亲性石墨烯量子点溶液的溶剂进行转换处理,将在所述步骤b中得到的双亲性石墨烯量子点溶液放入旋转蒸发仪中,将有机溶剂蒸干后,再加去离子水进行超声10~50分钟,使双亲性石墨烯量子点溶解于水中,最后得到双亲性石墨烯量子点水相溶液。
4.根据权利要求3所述双亲性石墨烯量子点材料的制备方法,其特征在于:在所述步骤a中,采用体积比为5:1~1:5的乙醇和三氯甲烷的混合溶剂作为溶剂。
5.一种权利要求1所述双亲性石墨烯量子点材料作为细胞核靶向成像荧光探针的应用,其特征在于:将双亲性石墨烯量子点作为细胞核靶向成像荧光探针,应用于在活细胞成像时能自主对细胞核进行核靶向成像。
6.根据权利要求5所述双亲性石墨烯量子点材料作为细胞核靶向成像荧光探针的应用,其特征在于:将双亲性石墨烯量子点和细胞培养基进行共同培养1-3h,得到双亲性石墨烯量子点浓度为10~100mg/L的细胞核靶向成像荧光探针-细胞培养液,在荧光显微镜下对通过培养得到的细胞核靶向成像荧光探针-细胞培养液中的细胞进行观测,获得细胞的细胞核成像的荧光照片。
7.根据权利要求5或6所述双亲性石墨烯量子点材料作为细胞核靶向成像荧光探针的应用,其特征在于:所述细胞为Hela细胞或其他活细胞。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810145925.3A CN108485659B (zh) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | 双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810145925.3A CN108485659B (zh) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | 双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108485659A true CN108485659A (zh) | 2018-09-04 |
CN108485659B CN108485659B (zh) | 2021-06-04 |
Family
ID=63340457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810145925.3A Active CN108485659B (zh) | 2018-02-12 | 2018-02-12 | 双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108485659B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110205125A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-06 | 上海大学 | 具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料及其制备方法 |
CN111671771A (zh) * | 2019-08-29 | 2020-09-18 | 上海大学 | 靶向dna大沟并抑制拓扑异构酶的石墨烯碱及其制法和用途 |
CN113072935A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-06 | 中原工学院 | 一种633nm激发的细胞核自主靶向荧光探针的制备方法 |
CN114456805A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-10 | 中原工学院 | 一种海藻衍生氯原子掺杂的石墨烯量子点的制备及其长波长激发细胞成像应用 |
CN115011339A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-09-06 | 苏州北美国际高级中学 | 一种石墨烯量子点及制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104861967A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-08-26 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 掺氮石墨烯量子点的制备方法及其应用 |
CN106967427A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-07-21 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种基于氯掺杂石墨烯量子点的发光薄膜及其制备方法 |
CN107281489A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-10-24 | 常州市第二人民医院 | 双亲性石墨烯‑金热放疗纳米药物及其制备方法和应用 |
-
2018
- 2018-02-12 CN CN201810145925.3A patent/CN108485659B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104861967A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-08-26 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | 掺氮石墨烯量子点的制备方法及其应用 |
CN106967427A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-07-21 | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 | 一种基于氯掺杂石墨烯量子点的发光薄膜及其制备方法 |
CN107281489A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-10-24 | 常州市第二人民医院 | 双亲性石墨烯‑金热放疗纳米药物及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
MINXIANG ZENG ET AL.,: ""The Synthesis of Amphiphilic Luminescent Graphene Quantum Dot and Its Application in Miniemulsion Polymerization"", 《JOURNAL OF NANOMATERIALS》 * |
XUEMING LI ET AL.,: ""Multicolour light emission from chlorine-doped graphene quantum dots"", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C》 * |
卫林峰 等: ""氧化石墨烯和石墨烯量子点的两亲性调控及其在Pickering 乳液聚合中的应用"", 《PROGRESS IN CHEMISTRY》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110205125A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-06 | 上海大学 | 具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料及其制备方法 |
CN111671771A (zh) * | 2019-08-29 | 2020-09-18 | 上海大学 | 靶向dna大沟并抑制拓扑异构酶的石墨烯碱及其制法和用途 |
WO2021036654A1 (zh) * | 2019-08-29 | 2021-03-04 | 上海大学 | 靶向dna大沟并抑制拓扑异构酶的石墨烯碱及其制法和用途 |
CN113072935A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-06 | 中原工学院 | 一种633nm激发的细胞核自主靶向荧光探针的制备方法 |
CN114456805A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-10 | 中原工学院 | 一种海藻衍生氯原子掺杂的石墨烯量子点的制备及其长波长激发细胞成像应用 |
CN115011339A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-09-06 | 苏州北美国际高级中学 | 一种石墨烯量子点及制备方法 |
CN115011339B (zh) * | 2022-07-08 | 2023-08-11 | 苏州北美国际高级中学 | 一种石墨烯量子点及制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108485659B (zh) | 2021-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108485659A (zh) | 双亲性石墨烯量子点材料、制备方法及其作为细胞核靶向成像荧光探针的应用 | |
Das et al. | Green approach to photoluminescent carbon dots for imaging of gram-negative bacteria Escherichia coli | |
CN112461807B (zh) | 碳量子点在靶向细胞核仁免洗成像中的应用 | |
CN107418566B (zh) | 一种碳量子点的制备方法及其在生物膜成像上的应用 | |
Sharma et al. | Microwave-assisted green synthesis of carbon quantum dots derived from calotropis gigantea as a fluorescent probe for bioimaging | |
CN108276996A (zh) | 基于氮硫共掺杂石墨烯量子点材料、其制备方法及其应用 | |
CN110982513B (zh) | 一种荧光碳点的制备方法及其在细胞成像中的应用 | |
Zheng et al. | Novel fluorescent nitrogen-doped carbon dots derived from Panax notoginseng for bioimaging and high selectivity detection of Cr 6+ | |
CN109734073A (zh) | 一种以艾草叶为碳源的碳量子点及其制备方法与应用 | |
CN106675557B (zh) | 一种n掺杂碳量子点的制备方法及其产品、应用 | |
CN104819966B (zh) | 杯芳烃荧光探针应用于活细胞中Zn2+、F-荧光成像的方法 | |
CN106610376A (zh) | 荧光碳点在活细胞核仁成像或rna标记或显示中的应用 | |
CN108557804A (zh) | 一种Gd,N共掺杂碳量子点的制备方法及其产品和应用 | |
CN107519501A (zh) | 一种铁磁性纳米材料及制备方法和应用 | |
CN113881429A (zh) | 一种细胞核仁成像红色荧光碳点及其制备方法和应用 | |
Pillai et al. | Green synthesis of lignin based fluorescent nanocolorants for live cell imaging | |
CN109593523A (zh) | 一种真菌菌丝氮硫自掺杂碳点的制备方法及应用 | |
CN110205125A (zh) | 具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料及其制备方法 | |
CN110591695B (zh) | 基于fret机理的荧光碳点核酸探针及其制备方法 | |
Kaur et al. | Biogenesis of PbS nanocrystals by using rhizosphere fungus ie, Aspergillus sp. isolated from the rhizosphere of chickpea | |
CN110437821B (zh) | 一种靶向绿色荧光碳量子点的制备方法及其产品和应用 | |
CN104555984A (zh) | 一种以鸡蛋清为碳源的碳量子点荧光标记材料及其制备方法和应用 | |
CN110205122A (zh) | 一种精细调控晶体形貌可控合成超亮全色碳点及应用 | |
CN109880620A (zh) | 一种以生物质为前驱体的绿色荧光碳量子点的制备和应用 | |
Zhang et al. | Novel Carbon Dots Based on Pseudomonas aeruginosa for High Selectivity Detection of Cr 6+ and Bioimaging Both in vitro and in vivo |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |