CN110964520A - 用于钙离子检测的碳点荧光探针及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于钙离子检测的碳点荧光探针及其制备方法，该碳点荧光探针包括碳点以及修饰在所述碳点上的乙二醇双(2‑氨基乙基醚)四乙酸。其制备方法包括以下步骤：1)制备碳点；2)向制得的碳点中加入乙二醇双(2‑氨基乙基醚)四乙酸，获得修饰有乙二醇双(2‑氨基乙基醚)四乙酸的碳点，即为所述用于钙离子检测的碳点荧光探针。本发明的用于钙离子检测的碳点荧光探针，能够检测细胞内的钙离子浓度，本发明的方法制备的碳点钙离子探针具有原料廉价、制备过程简单安全等优势，适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及分析化学余纳米材料技术领域，特别涉及一种用于钙离子检测的碳点荧光探针及其制备方法。
背景技术
钙离子是保证生命能够正常运行的重要金属。从生命产生到细胞的各项功能行使都或多或少受到钙离子的调控。钙离子在细胞中的浓度变化与各种生理现象及病理现象息息相关，因此精确测量细胞内钙离子浓度及其转化已成为化学界、生物界及医学界的重要研究课题。众多分析细胞及亚细胞中钙离子浓度的技术也应运而生。荧光探针法在检测细胞内浓度领域起到重要作用。目前国内使用的钙离子荧光探针几乎全部从国外购进，价格昂贵，品种有限，且均存在不同缺点，使钙离子荧光探针的发展与制药、生物技术、生命科学的发展极不相应。碳点是一种新型的碳纳米材料，具有良好的水溶性和生物相容性，同时，该材料还具有荧光发射波长可调节、荧光量子产率高、结构稳定、抗光漂白能力强等特点，因此，使用碳点作为荧光探针并应用于生化检测越来越受到人们的关注。而将碳点应用于钙离子检测的可靠技术方案却未见公开。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于钙离子检测的碳点荧光探针及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于钙离子检测的碳点荧光探针，包括碳点以及修饰在所述碳点上的乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸。
一种如上所述的用于钙离子检测的碳点荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
1)制备碳点；
2)向制得的碳点中加入乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸，获得修饰有乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸的碳点，即为所述用于钙离子检测的碳点荧光探针。
优选的是，所述步骤1包括：取柠檬酸溶于去离子水，搅拌均匀使其完全溶解，再加入乙二胺，搅拌均匀后，将溶液移入反应釜，加热反应，制得碳点。
优选的是，所述步骤1具体包括：称取柠檬酸1.5g，溶于40mL去离子水，搅拌均匀使其完全溶解，用移液枪加入1mL乙二胺；搅拌均匀后，将溶液移入80mL聚四氟乙烯衬底的反应釜，在180℃下反应8小时，制得碳点。
优选的是，所述步骤2)包括：
将制得的碳点和乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸加入到反应釜中反应，待反应釜冷却后，将反应完的溶液过滤，用透析袋在水中透析，透析后取內液，旋转蒸发后冷冻干燥，即得到乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸修饰的碳点。
优选的是，所述步骤2)具体包括：
向步骤1)的反应釜中加入1g乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸，与反应釜中制得的碳点在120℃下反应4小时；待反应釜冷却，将反应完的溶液过滤，用截留分子量为500D的透析袋在水中透析24小时，期间换2次水；透析后取內液，旋转蒸发后冷冻干燥，即得到乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸修饰的碳点。
本发明的有益效果是：本发明的用于钙离子检测的碳点荧光探针，能够检测细胞内的钙离子浓度，本发明的方法制备的碳点钙离子探针具有原料廉价、制备过程简单安全等优势，适合大规模生产。
附图说明
图1为本发明的用于钙离子检测的碳点荧光探针的制备流程图；
图2为本发明的为EGTA修饰的碳点的透射电镜图片；
图3为实施例2所制备的EGTA修饰的碳点的红外谱图；
图4为实施例2所制备的EGTA修饰的XPS图谱；
图5为实施例2所制备的EGTA修饰的的激发和发射光谱；
图6为实施例4中的碳点探针随钙离子浓度增加而荧光强度衰减的曲线图；
图7为本发明的碳点探针的检测机理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种用于钙离子检测的碳点荧光探针，包括碳点以及修饰在所述碳点上的乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)。本发明通过在碳点上修饰(EGTA)制备得到的碳点荧光探针，可用于进行钙离子检测。
实施例2
一种用于钙离子检测的碳点荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
1)制备碳点；
2)向制得的碳点中加入乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸，获得修饰有乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸的碳点，即为所述用于钙离子检测的碳点荧光探针。
在优选的实施例中，参照图1，具体方法包括：
1)制备碳点：称取柠檬酸1.5g，溶于40mL去离子水，搅拌均匀使其完全溶解，用移液枪加入1mL乙二胺；搅拌均匀后，将溶液移入80mL聚四氟乙烯衬底的反应釜，在180℃下反应8小时，制得碳点；
2)修饰EGTA：向反应釜中加入1g乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸，与反应釜中制得的碳点在120℃下反应4小时；待反应釜冷却，将反应完的溶液过滤，用截留分子量为500D的透析袋在水中透析24小时，期间换2次水；透析后取內液，旋转蒸发后冷冻干燥，即得到EGTA修饰的碳点。
实施例3
对得到EGTA修饰的碳点进行性能测试：
参照图2，为EGTA修饰的碳点的透射电镜图片。从图中可以看出，每个碳点的尺寸大约为4-5nm，且粒径均一、分散性好。从高分辨透射电镜照片(图2内图)可看出，该碳点具有明显的晶格结构。
参照图3，为EGTA修饰的碳点的红外谱图，从图中可以看出，该碳点在3240cm-1，2935cm-1，1646cm-1，1530cm-1和1374cm-1处有吸收峰，其中3240cm-1代表-OH的伸缩振动，2935cm-1代表C-H的伸缩振动，1646cm-1代表-CO-NH的振动，1530cm-1和1374cm-1分别是N-H和C＝O的伸缩振动。
参照图4，为EGTA修饰的XPS图谱，从XPS图谱可看出，碳点表面主要包含C＝C,C＝O,C-N,C-O,C＝N-C,C-N-C,C-O-C等化学键，该结果与红外谱图的结果相一致，可证明该碳点表面包含羟基、羰基、羧基、氨基等基团。
参照图5，为所制备的EGTA修饰的的激发和发射光谱，从图中可以看出，该碳点的激发光谱在360nm处，发射光谱在460nm处，光照条件下肉眼可见该碳点发蓝光。
实施例4
得到EGTA修饰的碳点进行钙离子检测的应用：
首先配置0.1mg/mL的碳点溶液，在溶液中加入不同浓度的钙离子(1-20nM)，随着钙离子浓度的增加，并用实施例2制得的碳点探针进行检测，参照图6，为该碳点探针随钙离子浓度增加而荧光强度衰减的曲线图。从图中可以看出，该碳点探针在460nm处的荧光发射强度随钙离子浓度增加而逐渐下降。由此，可制作标准曲线，从而通过该碳点探针荧光强度的变化检测溶液中钙离子的浓度。
参照图7，本发明的碳点探针的检测机理为：通过二次水热,碳点表面交联了大量的EGTA分子，当溶液中存在钙离子时，EGTA与钙离子络合，单个钙离子能够络合多个EGTA，因此使碳点发生交联和聚集，聚集导致碳点的荧光强度降低。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (6)
1.一种用于钙离子检测的碳点荧光探针，其特征在于，包括碳点以及修饰在所述碳点上的乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸。
2.一种如权利要求1所述的用于钙离子检测的碳点荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备碳点；
2)向制得的碳点中加入乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸，获得修饰有乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸的碳点，即为所述用于钙离子检测的碳点荧光探针。
3.根据权利要求2所述的用于钙离子检测的碳点荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：取柠檬酸溶于去离子水，搅拌均匀使其完全溶解，再加入乙二胺，搅拌均匀后，将溶液移入反应釜，加热反应，制得碳点。
4.根据权利要求3所述的用于钙离子检测的碳点荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：称取柠檬酸1.5g，溶于40mL去离子水，搅拌均匀使其完全溶解，用移液枪加入1mL乙二胺；搅拌均匀后，将溶液移入80mL聚四氟乙烯衬底的反应釜，在180℃下反应8小时，制得碳点。
5.根据权利要求4所述的用于钙离子检测的碳点荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤2)包括：
将制得的碳点和乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸加入到反应釜中反应，待反应釜冷却后，将反应完的溶液过滤，用透析袋在水中透析，透析后取內液，旋转蒸发后冷冻干燥，即得到乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸修饰的碳点。
6.根据权利要求5所述的用于钙离子检测的碳点荧光探针的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：
向步骤1)的反应釜中加入1g乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸，与反应釜中制得的碳点在120℃下反应4小时；待反应釜冷却，将反应完的溶液过滤，用截留分子量为500D的透析袋在水中透析24小时，期间换2次水；透析后取內液，旋转蒸发后冷冻干燥，即得到乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸修饰的碳点。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200407 |
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