[發(fā)明專(zhuān)利]氨基碳量子點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210027167.8
• 申請(qǐng)日: 2012-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102604629A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉長(zhǎng)軍;田豐;李釩;楊建;張彥軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C09K11/65
• 分類(lèi)號(hào): C09K11/65;A61K49/00
• 代理公司: 天津市三利專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 高文迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)及納米材料科學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種氨基碳量子點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)(Quantum?Dots，QDs)，通常是指半徑小于或接近激光波爾半徑的半導(dǎo)體納米晶體，是具有獨(dú)特的光特性和電特性的納米尺寸粒子。作為一種納米熒光材料，與傳統(tǒng)的有機(jī)染料分子相比具有光化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，激發(fā)光譜寬，且連續(xù)分布，且發(fā)光顏色可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)光器件，生物標(biāo)記、生物檢測(cè)和生物傳感器等領(lǐng)域均有應(yīng)用價(jià)值。然而，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)均由高毒性的金屬元素組成，因此具有不可逾越的缺陷，人體健康和環(huán)境污染問(wèn)題一直備受關(guān)注，從而限制了其廣泛的應(yīng)用。

近年來(lái)，繼碳納米管、石墨烯、納米金剛石之后，碳納米材料家族誕生了一位新成員-碳量子點(diǎn)(Carbon?Quantum?Dots，或稱(chēng)為碳點(diǎn))，其核心為粒徑為小于10nm的碳納米顆粒，由于具有良好的熒光性能、優(yōu)異的生物相容性、無(wú)毒和易于表面功能化，有望作為傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的替代物，逐漸成為光致發(fā)光領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)。目前碳量子點(diǎn)的制備方法很多，所制備的碳量子點(diǎn)多是羧基修飾的；另一方面，現(xiàn)行的制備方法多數(shù)工藝步驟繁瑣，所得碳納米顆粒需要表面鈍化劑進(jìn)行表面修飾過(guò)程后才能達(dá)到一定熒光性能，致使其反應(yīng)產(chǎn)率低，難以規(guī)模化生產(chǎn)推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以通過(guò)微波輔制備表面富含氨基的碳量子點(diǎn)的方法，以及該氨基碳量子點(diǎn)的應(yīng)用。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一種氨基碳量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將氨基葡萄糖粉末與濃度為10～50mmol/L的磷酸鹽緩沖液按1g/60ml比例混合，室溫條件下磁力攪拌，使氨基葡萄糖充分溶解，獲得均勻的透明溶液；

2)將透明溶液置于微波爐中，采用700W功率，微波輻射2～5min，獲得含有碳量子點(diǎn)的溶液；

3)將步驟2)得到的溶液注入到透析袋內(nèi)進(jìn)行透析，其截留分子量為500D，透析時(shí)間為72h，每間隔12h換一次水；

4)將透析產(chǎn)物進(jìn)行蒸發(fā)，得到濃縮溶液；

5)將濃縮溶液在-50℃條件下進(jìn)行冷凍干燥至粉末狀，獲得表面富含氨基的碳量子點(diǎn)。

所述磷酸鹽緩沖液為Na₂HPO₄-NaH₂PO₄水溶液。

所述氨基葡萄糖為D-氨基葡萄糖鹽酸鹽。

所述步驟1)中，氨基葡萄糖粉末取0.5g，磷酸鹽緩沖液為30ml濃度為20mmol/L，PH值為7.4的Na₂HPO₄-NaH₂PO₄水溶液。

所述氨基碳量子點(diǎn)用于活細(xì)胞熒光成像。

采用本發(fā)明的方法制備氨基碳量子點(diǎn)，操作簡(jiǎn)單，成本低，收率高，制備工藝設(shè)備簡(jiǎn)易，使用家用機(jī)械式微波爐即可完成生產(chǎn)，且可在極短時(shí)間內(nèi)完成操作，易于推廣。獲得的碳量子點(diǎn)表面富含氨基，易溶于水，熒光量子產(chǎn)率大大提高，且成功用于活細(xì)胞標(biāo)記，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中制備氨基碳量子點(diǎn)的反應(yīng)示意圖。

圖2為本發(fā)明中碳量子點(diǎn)的高倍透射電鏡圖。

圖3為本發(fā)明中碳量子點(diǎn)水溶液液滴的熒光顯微鏡圖。

圖4為本發(fā)明中碳量子點(diǎn)水溶液光致發(fā)光譜。

圖5為本發(fā)明中碳量子點(diǎn)標(biāo)記的COS-7細(xì)胞激光共聚焦圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：將0.5g氨基葡萄糖粉末放入100mL規(guī)格的燒杯中，再向燒杯內(nèi)注入30ml濃度為10mmol/L的Na₂HPO₄-NaH₂PO₄水溶液(PH7.4)，室溫(15～25℃)條件下磁力攪拌，待氨基葡萄糖充分溶解，獲得均勻的透明溶液；將燒杯置入家用機(jī)械式微波爐內(nèi)的轉(zhuǎn)盤(pán)中央，采用700W功率，對(duì)透明溶液進(jìn)行微波輻射2min，獲得含有碳量子點(diǎn)的棕黃色溶液，待溶液自然冷卻后注入到透析袋內(nèi)(截留分子量500D)透析72h，每間隔12h換一次水，透析產(chǎn)物通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)方法除去大部分水，得到濃縮溶液。得到的濃縮液經(jīng)-50℃冷凍干燥，最終獲得表面富含氨基的碳量子點(diǎn)，收率約14％，粒徑在2～7nm范圍，量子產(chǎn)率11.2％；