CN111620314A - 一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及应用 - Google Patents

一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111620314A
CN111620314A CN201910433447.0A CN201910433447A CN111620314A CN 111620314 A CN111620314 A CN 111620314A CN 201910433447 A CN201910433447 A CN 201910433447A CN 111620314 A CN111620314 A CN 111620314A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon nitride
quantum dots
nitride quantum
phenylboronic acid
preparation
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.)
Pending
Application number
CN201910433447.0A
Other languages
English (en)
Inventor
李智立
张沫
郭磊
赖治臻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Basic Medical Sciences of CAMS
Original Assignee
Institute of Basic Medical Sciences of CAMS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Basic Medical Sciences of CAMS filed Critical Institute of Basic Medical Sciences of CAMS
Priority to CN201910433447.0A priority Critical patent/CN111620314A/zh
Publication of CN111620314A publication Critical patent/CN111620314A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/0605Binary compounds of nitrogen with carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/82Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by IR- or Raman-data
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/01Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6439Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

本发明公开了一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法,并将其应用于活细胞表面唾液酸的荧光成像。本发明要求保护苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及其在细胞表面唾液酸的荧光成像。本发明保护一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法,包括如下步骤:(1)前驱体低温聚合制备氮化碳量子点;(2)将氮化碳量子点表面修饰苯硼酸基团。本发明提供的材料具有3‑5纳米的尺寸,能够稳定分散于水溶液中,在细胞表面唾液酸的荧光标记领域有重要的应用价值,有望应用于生物医药领域。

Description

一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种苯硼酸修饰的石墨相氮化碳量子点(PCQDs)的制备方法及其在细胞表面唾液酸的荧光标记领域的应用。
背景技术
唾液酸的异常表达与多种疾病状态密切相关,如心血管疾病、神经系统疾病和癌症等。大量研究表明,细胞表面糖脂和糖蛋白聚糖末端高表达的唾液酸与多种恶性肿瘤的发生、发展、转移和预后相关。因此,建立新方法检测糖脂和糖蛋白的聚糖末端唾液酸在动物细胞的表达水平具有重要的生物学和临床意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种PCQDs的制备方法及其应用。
本发明要求保护PCQDs的制备方法,包括如下步骤:
(1)将前驱体加入加入研钵研磨,充分混合后加入聚四氟乙烯反应釜中,加热聚合得到含氧基团修饰的氮化碳量子点(g-C3N4QDs),所制备的材料加入透析袋中透析2天,除去材料分散液中的盐,在鼓风干燥箱中烘干,得到纯净干燥的粉末状g-C3N4QDs;
(2)将g-C3N4QDs粉末分散于硼酸缓冲溶液中,加入3-氨基苯硼酸的水溶液,搅拌后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐水溶液,搅拌一段时间,产物透析72h,得到纯净的PCQDs水溶液,在鼓风干燥箱中烘干,得到纯净干燥的粉末状PCQDs。
上述的制备方法中,步骤(1)中,g-C3N4QDs材料由尿素、柠檬酸钠煅烧制得。煅烧前驱体用量为:尿素60~150mg,如100mg;柠檬酸钠50~150mg,如80mg。
上述的制备方法中,步骤(1)中,加热聚合温度为170~190℃,如180℃。
上述的制备方法中,步骤(1)中,加热聚合时间为50~70min,如60min。
上述的制备方法中,步骤(1)中,鼓风干燥箱温度为50℃~70℃,如60℃。
上述的制备方法中,步骤(1)中,鼓风干燥箱干燥时间为10-20小时,如12小时。
上述的制备方法中,步骤(2)中,g-C3N4QDs溶于pH=7.4的硼酸缓冲溶液中,g-C3N4QDs的用量为100-300mg,如200mg。
上述的制备方法中,步骤(2)中,加入一定量3-氨基苯硼酸的水溶液,如20mL的水溶液(1mg/mL)
上述的制备方法中,步骤(2)中,加入一定量的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐,如3mL的水溶液(10mg/mL)
上述的制备方法中,步骤(2)中,搅拌反应时间为1-10小时,如4小时。
本发明采用低温聚合法制备PCQDs材料,方法简便,重复性好;得到的量子点能够高特异性标记活细胞表面的唾液酸,在活细胞表面唾液酸的荧光成像方面具有重要的意义。
附图说明
图1为具体实施例1中制备的PCQDs的透射电镜照片。
图2为具体实施例1中制备的PCQDs的原子力显微镜图。
图3为具体实施例1中制备的g-C3N4QDs和PCQDs的红外光谱图。
图4为具体实施例1中制备的g-C3N4QDs和PCQDs对肺癌细胞H460表面唾液酸的荧光标记。标尺为50微米。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的试验结果,均设置三次重复实验,结果取平均值。
移液器吸头(Tips)(最大上样体积为20μL、200μL和1000μL)购自AxygenScientific公司,产品目录号分别为T-300、T-200-Y和T-1000-B。尿素、柠檬酸三钠水合物、3-氨基苯硼酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐均购自Sigma-Aldrich公司,产品目录号依次为U5378、25114、900988、E1769。超纯水来自Merck Millipore Synergy超纯水机。肺癌细胞H460购自中国医学科学院基础医学研究所细胞中心,资源编号3111C0001CCC000355。
实施例1、PCQDs的制备
一、g-C3N4QDs的制备
步骤一、前驱体的制备
将101mg尿素、81mg柠檬酸三钠前驱体加入研钵中,研磨5min,充分混合。
步骤二、g-C3N4QDs的制备
将混合好的前驱体粉末加入聚四氟乙烯反应釜中,加盖密封。将反应釜放入鼓风干燥箱内,180℃加热1小时。
步骤三、g-C3N4QDs的纯化及干燥
1、将制得的g-C3N4QDs粉末分散到2mL超纯水中,超声分散(超声参数具体可为20KHz,5min)。
2、将超声完成的分散液加入透析袋中透析24到48h,获得纯净的g-C3N4QDs水分散液。
3、将g-C3N4QDs水分散液放入鼓风干燥箱中,60℃干燥12小时,得到纯净干燥的粉末状样品。
二、PCQDs的制备
1、200mg g-C3N4QDs溶于pH=7.4的硼酸缓冲溶液中,加入20mL 3-氨基苯硼酸的水溶液(1mg/mL),搅拌5min,加入3mL EDAC(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐,10mg/mL)水溶液,搅拌4h。
2、将搅拌反应完成后的溶液透析72h,得到纯净的PCQDs水分散液。
3、将g-C3N4QDs水分散液放入鼓风干燥箱中,60℃干燥12小时,得到纯净干燥的粉末状样品。
实施例2、PCQDs的形貌结构表征
一、PCQDs的形貌特征
图1是PCQDs的透射电镜图,可以发现PCQDs为3-5nm的量子点。图2是PCQDs的原子力显微镜图,如图所示PCQDs的厚度均在2nm以下,为10层以下的量子点。
二、PCQDs的红外光谱图
图3是g-C3N4QDs和PCQDs的红外光谱图。如图所示,g-C3N4QDs和PCQDs都在810cm-1处显示了三嗪环的特征吸收,在1200-1600cm-1的吸收峰可归因于芳香族CN杂环的特征吸收,3000-3500cm-1之间的宽峰可归因于O-H和-NH2的特征吸收。与g-C3N4QDs相比,PCQDs在1569和1405cm-1处的羧基峰分别被1582cm-1处的酰胺基和1390cm-1处的B-C键所取代。在3390cm-1处的峰对应于N-H的吸收。这些结果表明,使用实施例1中的方法可以成功地在g-C3N4QDs修饰将苯硼酸基团。
实施例3、PCQDs对细胞表面唾液酸的荧光标记
未修饰的g-C3N4QDs及功能化PCQDs均能标记肺癌细胞(H460,图4)。当用唾液酸酶去除掉细胞膜表面的唾液酸后,仍有部分未修饰的g-C3N4QDs吸附在细胞表面,而功能化g-C3N4QDs几乎全部随唾液酸一起清除。该结果表明g-C3N4QDs对唾液酸的选择性吸附能力较弱,通过苯硼酸修饰,能够大幅提高g-C3N4QDs对唾液酸的选择性吸附能力,实现细胞表面唾液酸的特异性荧光标记。

Claims (7)

1.一种苯硼酸修饰的石墨相氮化碳量子点(PCQDs)应用在细胞表面唾液酸的荧光标记。
2.一种PCQDs的制备方法,包括如下步骤:
(1)将前驱体加入加入研钵研磨,充分混合后加入聚四氟乙烯反应釜中,加热聚合得到氮化碳量子点(g-C3N4QDs)复合纳米材料;
(2)将g-C3N4QDs表面修饰苯硼酸基团,得到PCQDs。
3.权利要求2中所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,g-C3N4QDs材料由尿素、柠檬酸钠煅烧制得。
4.权利要求2中所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,加热聚合温度为170~190℃,如180℃。
5.权利要求2中所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,加热聚合时间为50~70min,如60min。
6.权利要求2中所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,加入3-氨基苯硼酸的水溶液,搅拌后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐水溶液。
7.权利要求2中所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,反应在pH=7.4的硼酸缓冲溶液中进行。
CN201910433447.0A 2019-05-24 2019-05-24 一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及应用 Pending CN111620314A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910433447.0A CN111620314A (zh) 2019-05-24 2019-05-24 一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910433447.0A CN111620314A (zh) 2019-05-24 2019-05-24 一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111620314A true CN111620314A (zh) 2020-09-04

Family

ID=72269327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910433447.0A Pending CN111620314A (zh) 2019-05-24 2019-05-24 一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111620314A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113652391A (zh) * 2021-07-14 2021-11-16 大连民族大学 基于硼酸定向偶联免疫亲和的外泌体捕获分析一体化方法
CN114015438A (zh) * 2021-11-11 2022-02-08 杭州电子科技大学 一种氮硼共掺杂紫外蓝色双波长荧光碳点的制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103045242A (zh) * 2013-01-21 2013-04-17 吉林大学 高荧光量子产率碳点的制备方法
CN103663412A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 中国科学院大学 一种荧光光色可调碳量子点的制备方法
CN103756675A (zh) * 2014-01-17 2014-04-30 西安亚博生物技术有限公司 一种掺氮碳量子点及其制备方法和应用
US20160363693A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-15 Baker Hughes Incorporated Wellbores including carbon quantum dots, and methods of forming carbon quantum dots
CN106395771A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 东华理工大学 一种石墨相氮化碳量子点的制备方法
CN107794039A (zh) * 2017-10-27 2018-03-13 江苏大学 一种用于检测氟离子的硼酸碳量子点的制备及其应用
CN108101010A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 南京理工大学 石墨相氮化碳量子点的制备方法
CN109019537A (zh) * 2018-08-08 2018-12-18 广东两山科技有限公司 一种制备石墨相氮化碳量子点的方法及细胞成像的应用
CN109738497A (zh) * 2019-02-26 2019-05-10 济南大学 一种人乳腺癌细胞mcf-7特异性检测方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103045242A (zh) * 2013-01-21 2013-04-17 吉林大学 高荧光量子产率碳点的制备方法
CN103663412A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 中国科学院大学 一种荧光光色可调碳量子点的制备方法
CN103756675A (zh) * 2014-01-17 2014-04-30 西安亚博生物技术有限公司 一种掺氮碳量子点及其制备方法和应用
US20160363693A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-15 Baker Hughes Incorporated Wellbores including carbon quantum dots, and methods of forming carbon quantum dots
CN106395771A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 东华理工大学 一种石墨相氮化碳量子点的制备方法
CN107794039A (zh) * 2017-10-27 2018-03-13 江苏大学 一种用于检测氟离子的硼酸碳量子点的制备及其应用
CN108101010A (zh) * 2017-12-15 2018-06-01 南京理工大学 石墨相氮化碳量子点的制备方法
CN109019537A (zh) * 2018-08-08 2018-12-18 广东两山科技有限公司 一种制备石墨相氮化碳量子点的方法及细胞成像的应用
CN109738497A (zh) * 2019-02-26 2019-05-10 济南大学 一种人乳腺癌细胞mcf-7特异性检测方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAITAO LI ET AL.,: "Synthesis of fluorescent carbon nanoparticles directly from active carbon via a one-step ultrasonic treatment", 《MATERIALS RESEARCH BULLETIN》 *
李晓峰等: "氮掺杂碳量子点的合成、表征及其在细胞成像中的应用", 《材料科学与工程学报》 *
黎桂妃等: "苯硼酸修饰的聚乙烯亚胺系统在T细胞小RNA转染的应用", 《集成技术》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113652391A (zh) * 2021-07-14 2021-11-16 大连民族大学 基于硼酸定向偶联免疫亲和的外泌体捕获分析一体化方法
CN114015438A (zh) * 2021-11-11 2022-02-08 杭州电子科技大学 一种氮硼共掺杂紫外蓝色双波长荧光碳点的制备方法
CN114015438B (zh) * 2021-11-11 2023-10-20 杭州电子科技大学 一种氮硼共掺杂紫外蓝色双波长荧光碳点的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gong et al. Fluorescence-switchable ultrasmall fluorinated graphene oxide with high near-infrared absorption for controlled and targeted drug delivery
Wei et al. Synthesis of chitosan-coated near-infrared layered double hydroxide nanoparticles for in vivo optical imaging
EP2735543A2 (en) Volume production method for uniformly sized silica nanoparticles
CN111620314A (zh) 一种苯硼酸修饰氮化碳量子点的制备方法及应用
CN105399150B (zh) 一种钴酸镍纳米材料及其制备方法和应用
Singh et al. Development of biocompatible apatite nanorod-based drug-delivery system with in situ fluorescence imaging capacity
CN105565296B (zh) 一种单次高产量制备粒径为100~800 nm的单分散氮掺杂有序介孔碳球的方法
CN106552603A (zh) pH响应型磁性金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用
CN110003483A (zh) 沸石咪唑框架结构材料的制备方法
CN107555418A (zh) 氨基富勒烯及其制备方法
CN109317149A (zh) 一种负载镍的SiO2@C核壳材料的制备方法及应用
CN107541208A (zh) 一种核壳型石墨烯量子点@介孔二氧化硅纳米材料的制备方法
CN106563134A (zh) 一种靶向性荧光磁性纳米材料及其制备和应用
Guodong et al. One-pot synthesis and application of novel amino-functionalized silica nanoparticles using guanidine as amino group
Sun et al. γ-Fe2O3/La-MOFs@ SiO2 for magnetic resonance/fluorescence dual mode imaging and pH-drug delivery
CN108467028B (zh) 智能石墨烯量子点团簇的制备方法及应用
CN110921669B (zh) 一种中空碳化钨纳米材料的制备及其应用
CN106967104A (zh) 具有隔离白炭黑作用的硅烷偶联剂的制备和应用
US11957789B2 (en) Hollow silica spheres with nested iron oxide particles
Shi et al. Fabrication, structure, and properties of Fe 3 O 4@ C encapsulated with YVO 4: Eu 3+ composites
KR102429719B1 (ko) 환원 탄소 나노 입자 및 이의 제조 방법
KR101107230B1 (ko) 실리카/탄소나노튜브의 복합체를 제조하는 방법
KR102193893B1 (ko) 양친매성 다당류를 이용한 자기 조립 클러스터의 제조 방법 및 이의 제조 방법에 의해 제조된 자기 조립 클러스터
Wenqing et al. The amino-functionalized graphene oxide nanosheet preparation for enzyme covalent immobilization
KR20100097576A (ko) 자성 실리카 입자체 및 이의 제조방법

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
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20240329

AD01 Patent right deemed abandoned