CN109929550A - 一种氮掺杂蓝色荧光碳量子点及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种氮掺杂蓝色荧光碳量子点及其制备方法和应用。所述碳量子点的制备方法，包括如下步骤：室温下，按质量比0.9‑3.6：0.2‑0.4将乙二胺和麦秸秆溶于水中，将溶液转移至水热反应釜中，150～250℃下反应15～25小时，过滤不溶物后得到浅红色溶液；通过100～500Da的透析袋，在容器中透析处理至少2天，即得到纯净的碳量子点的水溶液；将其冷冻干燥后得到目标碳量子点。该方法制备碳点工艺简单，原料来源广泛且价格便宣，制备条件要求低且环境友好，在一般实验室均能合成，易于推广。所制备的荧光碳量子点可作为荧光探针用于Cur的检测，也可在细胞荧光成像中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及碳发光纳米材料，尤其涉及碳量子点，具体是一种荧光碳量子点及其制备方法和应用。
背景技术
姜黄素(Cur)是姜黄的生物活性成分，具有一些生物学和药理学活性，如抗炎，抗缺血，抗菌，肝脏保护，抗癌，和反-消化不良属性。据报道，姜黄素有效抵抗自由基的形成，如血液和身体组织中的超氧自由基和羟基自由基。由于姜黄素在药理学和临床医学中的广泛应用，已经引起了很多关注。由研究人员。因此，开发了许多检测姜黄素的方法，包括毛细管电泳，高效薄层色谱，高效液相色谱，伏安法，液-液微萃取，液相色谱-质谱，和电化学技术。然而，这些技术中的大多数需要昂贵的设备，复杂的样品预处理和耗时的操作。相比之下，荧光光谱法已被证明是一种敏感，简便，快速和廉价的技术，引起了一些研究人员的强烈兴趣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氮掺杂蓝色荧光碳量子点及其制备方法；该方法制备碳点工艺简单，原料来源广泛且价格便宣，制备条件要求低且环境友好，在一般实验室均能合成，易于推广；所制备的氮掺杂的蓝色荧光碳量子点可以用于Cur的检测。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种氮掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，包括如下步骤：
室温下，按质量比0.9-3.6：0.2-0.4将乙二胺和麦秸秆溶于水中，将溶液转移至水热反应釜中，150～250℃下反应15～25小时，过滤不溶物后得到浅红色溶液；通过100～500Da的透析袋，在容器中透析处理至少2天，即得到纯净的碳量子点的水溶液；将其冷冻干燥后得到目标碳量子点。
所述的反应温度为200℃，反应时间为20小时。
所述乙二胺、麦秸秆和二次水的质量比为1.8：0.3：10。
上述方法制备的碳量子点作为荧光探针可用于Cur的检测，其最低检出限为55.17nmol/L，线性范围3～10μmol/L。
所制备的碳量子点也可在细胞荧光成像中应用。
本发明的有益效果：
本发明通过一步水热法即可得到氮掺杂蓝色荧光碳量子点溶液，合成方法简单有效，原料廉价易得，反应条件温和且环境友好，在一般实验室均能完成，易于推广。所制备的碳量子点可用于Cur的检测，也可在细胞荧光成像中应用。
附图说明
图1为实施例1制备的碳量子点的紫外吸收光谱及荧光发射光谱
图2为实施例1制备的碳量子点的红外光谱图，图中横坐标为检测波长，纵坐标为透过率
图3为实施例1制备的碳量子点的TEM图(a)及其粒径分布图(b)
图4为实施例1制备的碳量子点的XPS光谱图
图5为Cur淬灭实施例1制备的碳量子点的荧光光谱图(a)和标准曲线(b)
图6为实施例1所制备的碳量子点利用MTT法进行的B16F10(小鼠黑色素瘤细胞)毒性测试
图7为实施例1制备的碳量子点激光共聚焦图，所用的细胞为人体肝癌细胞SMMC7721
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，实施例给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
步骤1，室温下，将0.3g的麦秸秆和2mL的乙二胺溶于10毫升水中，充分搅拌。
步骤2，将溶液转移至50mL水热反应釜中。
步骤3，将水热釜置于烘箱中，200℃反应20小时，过滤不溶物后得到红棕色溶液。
步骤4，红棕色溶液通过500Da的透析袋，在玻璃容器中透析处理至少2天，即得到纯净的碳量子点的水溶液。
步骤5，将上述荧光碳量子点水溶液冷冻干燥后得到氮掺杂蓝色荧光碳量子点，其相对量子产率(以硫酸奎宁为标准)为5.17％。
性质表征见图1-4
实施例2
称取实施例1制备的碳量子点10mg，加入5ml二次水。配成2mg/ml的碳点母液。将30μL碳点母液和2.5ml二次水加入荧光比色杯中，然后向荧光杯中滴加Cur(2.5mM)，每次滴加0.1μL，并测其荧光发射光谱，见图5(a)，其标准曲线见图5(b)。
实施例3
利用MTT法对实施例1制备的荧光碳量子点水溶液进行B16F10(小鼠黑色素瘤细胞)的毒性测试，见图6
实施例4
实施例1制备的荧光碳量子点水溶液(18μg/mL)用于标记的人体肝癌细胞SMMC7721，如图7所示，细胞形态良好，可见碳量子点细胞毒性较低，可用于活细胞标记。图中从左到右依次为：明场细胞图，暗场细胞图(蓝色)，暗场细胞图(绿色)，暗场细胞图(黄色)，合并细胞图。
Claims (7)
1.一种氮掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：室温下，按质量比0.9-3.6：0.2-0.4将乙二胺和麦秸秆溶于水中，将溶液转移至水热反应釜中，150～250℃下反应15～25小时，过滤不溶物后得到浅红色溶液；通过100～500Da的透析袋，在容器中透析处理至少2天，即得到纯净的碳量子点的水溶液；将其冷冻干燥后得到目标碳量子点。
2.如权利要求1所述的氮掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，所述的反应温度为200℃，反应时间为20小时。
3.如权利要求1所述的氮掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，所述乙二胺、麦秸秆和二次水的质量比为1.8：0.3：10。
4.如权利要求1-3任一项所述方法制备的氮掺杂蓝色荧光碳量子点。
5.如权利要求4所述的氮掺杂蓝色荧光碳量子点。
6.如权利要求4所述的氮掺杂蓝色荧光碳量子点作为荧光探针用于Cur的检测。
7.如权利要求4所述的氮掺杂蓝色荧光碳量子点在细胞荧光成像中的应用。
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