CN110308126A - 一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法，具体属于荧光纳米碳点合成和细胞成像领域。本发明的技术要点为使用楝树叶通过水热法合成荧光纳米碳点，用于细胞成像。使用合成的荧光纳米碳点在恒温培养箱中培养细胞，之后于激光共聚焦显微镜上观察细胞内荧光纳米碳点发光情况，得到细胞内部结构，拍摄细胞成像图片。成像过程中激发波长λex＝405nm，培养细胞过程中荧光纳米碳点的加入量为1mg/ml。本发明提供的方法合成路线简单易操作，原料廉价易得，不需要多次处理，合成的荧光纳米碳点量子产率较高，且生物毒性低，能够用于细胞成像分析。

Description

一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法
技术领域
本发明属于荧光纳米碳点合成和细胞成像领域，具体涉及一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法。
背景技术
近年来，荧光纳米材料因其优异的发光性能而受到广泛的关注。在这些材料中，金属纳米粒子和量子点由于其良好的发光性能和高量子产率而发展迅速。然而，这些材料也有一些局限性，如生物相容性和环境友好性较差。相反，碳纳米材料具有良好的稳定性、低毒性和环保性。随着碳纳米材料的发展，这些缺点逐渐被克服。特别是荧光纳米碳点的发展，使其成为纳米材料家族中一颗冉冉升起的新星。荧光纳米碳点是直径小于10nm的离散球形纳米颗粒。它们是在2004年单壁碳纳米管纯化过程中首次发现的，在化学传感、生物成像、载药和光催化等方面有着广泛的应用。
本发明首次以天然楝树叶为原料使用水热法合成荧光纳米碳点用于细胞成像。使用天然楝树叶为原料，操作简便，成本低廉，绿色环保。且合成的荧光纳米碳点毒性较低，生物相容性好，能够应用于细胞进行成像，本发明节能环保，取材方便，制备工艺简单，符合绿色化学的理念。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种绿色环保，成本低廉使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法。合成荧光纳米碳点发光性能好，毒性低，生物相容性好，可以用于细胞成像。
本发明为解决上述问题采用如下技术方案为：一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法，其具体实验步骤如下：
首先使用楝树叶通过水热法合成荧光纳米碳点，使用合成的荧光纳米碳点加入细胞培养液在恒温培养箱中培养细胞，之后于激光共聚焦显微镜上通过荧光纳米碳点发光情况观察细胞内部结构，拍摄细胞成像图片。
上述荧光纳米碳点的合成过程在于取0.5g楝树叶粉末和30mL二次水加入聚四氟乙烯反应釜中，在鼓风干燥箱中150-220℃反应10-20小时，反应结束后自然冷却，在离心机上12000转速离心20分钟，之后使用0.22μm微孔滤膜过滤得到荧光纳米碳点。
优选合成荧光纳米碳点最佳合成条件，取0.5g楝树叶粉末和30mL二次水加入聚四氟乙烯反应釜中，在鼓风干燥箱中220℃反应18小时，反应结束后自然冷却，在离心机上12000转速离心20分钟，之后使用0.22μm微孔滤膜过滤得到荧光纳米碳点。
优选的，上述荧光纳米碳点在细胞成像时最佳条件为荧光纳米碳点培养细胞时最佳加入量为1mg/mL，成像过程中激发波长为405nm。
附图说明
图1是荧光纳米碳点在A549细胞中的成像图。
图2是荧光纳米碳点的透射电子显微镜图。
图3是荧光纳米碳点的紫外吸收、荧光发射光谱和吸收光谱图。
图4是使用荧光纳米碳点培养细胞时细胞存活率和荧光纳米碳点浓度关系图。
具体实施方式
以下通过实例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
准确称取0.5000g干燥楝树叶于50mL聚四氟乙烯反应釜内，加入30mL二次蒸馏水，180℃温度下反应10小时、12小时、15小时、18小时和20小时，反应结束后自然冷却至室温。反应后的产物在离心机上以12000转速离心20分钟后，经0.22μm微孔滤膜过滤，得到上清液即为荧光纳米碳点溶液，放入4℃冰箱备用。使用荧光分光光度计分别测定所得溶液的荧光强度，结果见表1。
表1水热反应时间对荧光纳米碳点合成的影响
反应温度(小时) 10 12 15 18 20
荧光强度 230 264 347 386 270
由表1可知，随着反应时间的改变，荧光强度随之改变。当反应时间为18小时，荧光强度最大，所以最佳反应时间为18小时。
实施例2
准确称取0.5000g干燥楝树叶于50mL聚四氟乙烯反应釜内，加入30mL二次蒸馏水，在150℃、180℃、200℃、220℃温度下反应18小时，反应结束后自然冷却至室温。反应后的产物在离心机上以12000转速离心20分钟后，经0.22μm微孔滤膜过滤，得到上清液即为荧光纳米碳点溶液，放入4℃冰箱备用。使用荧光分光光度计分别测定所得溶液的荧光强度，结果见表2。
表2水热反应温度对荧光纳米碳点合成的影响
反应温度(℃) 150 180 200 220
荧光强度 200 386 578 891
由表2可知，随着反应温度的改变，荧光强度随之改变，由于反应设备安全问题和节能考虑，最高温度为220℃，当反应温度为220℃时，荧光强度最大，所以最佳反应条件为220℃下反应18小时。
实施例3
为了探究实验合成荧光纳米碳点的应用，使用楝树叶合成的荧光纳米碳点对A549细胞进行成像分析，培养细胞时荧光纳米碳点的加入量为1mg/mL，成像时最佳激发波长为405nm。
在最佳检测条件下，在恒温培养箱中使用共聚焦皿培养A549细胞1天，加入1mg/mL的荧光纳米碳点，继续放入恒温培养箱培养一天，成像之前倒掉含有荧光纳米碳点的细胞培养液，使用PBS缓冲溶液清洗三次细胞，洗去细胞表面残留荧光纳米碳点，将共聚焦皿置于激光共聚焦显微镜，设置激发波长为405nm，拍摄细胞成像图如图1所示，细胞内部发出绿色荧光，可以清晰看到细胞结构。
为了测定合成荧光纳米碳点的性能，使用透射电子显微镜对荧光纳米碳点进行拍摄如图2所示，合成荧光纳米碳点为球体，分布均匀，平均粒径为2.01nm，使用荧光分光光度计和紫外分光光度计对荧光纳米碳点光谱性质进行测试如图3所示，表明合成荧光纳米碳点发光性能优异。
为了测定荧光纳米碳点对细胞的毒性影响，还使用A549细胞通过MTT法进行细胞毒性测试，如图4所示，细胞存活率一直都在85％以上，说明合成荧光纳米碳点几乎没有毒性，生物相容性好，可以用于细胞成像。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (4)

1.一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法，其特征在于以下步骤：
(1)使用楝树叶为碳源合成荧光纳米碳点；
(2)将合成的荧光纳米碳点加入培养液在恒温培养箱中培养细胞，之后于激光共聚焦显微镜上观察荧光纳米碳点在细胞内发光情况，拍摄细胞成像图片。
2.根据权利要求1所述一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法，其特征在于所述合成荧光纳米碳点具体过程为：
(1)取0.5g楝树叶粉末和30mL二次水加入聚四氟乙烯反应釜中，在鼓风干燥箱中150-220℃反应10-20小时；
(2)反应结束后自然冷却，在离心机上12000转速离心20分钟，之后使用0.22μm微孔滤膜过滤得到荧光纳米碳点。
3.根据权利要求1所述一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法，其特征在于所述合成荧光纳米碳点最佳条件为：
(1)取0.5g楝树叶粉末和30mL二次水加入聚四氟乙烯反应釜中，在鼓风干燥箱中220℃反应18小时；
(2)反应结束后自然冷却，在离心机上12000转速离心20分钟，之后使用0.22μm微孔滤膜过滤得到荧光纳米碳点。
4.根据权利要求1所述一种使用楝树叶合成荧光纳米碳点细胞成像的方法，其特征在于所述的荧光纳米碳点在细胞成像时最佳条件为：荧光碳点培养细胞时最佳加入量为1mg/mL，成像过程中激发波长为405nm。
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