[發(fā)明專利]一種熒光納米碳點

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410027140.8
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103803526A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭鵠志;王璽梁;隆異娟
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C09K11/65;B82Y40/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熒光納米材料的制備，具體為利用新型材料制備的熒光納米碳點及應(yīng)用。?

背景技術(shù)

目前熒光納米材料種類較多，如：半導(dǎo)體熒光量子點(文獻1：Empedocles?S,Bawendi?M,Acc.Chem.Res.1999,32,389)，高分子熒光納米微球(文獻2：Liu?Q?H,Liu?J,Guo?J?C,J.Mater.Chem.,2009,19,2018)，二氧化硅熒光材料(文獻3：Santra?S,Zhang?P,Wang?K,et?al,Anal.Chem.2011,73,4988)。但是應(yīng)用比較多的仍是半導(dǎo)體熒光量子點，其熒光峰可通過改變量子點粒徑、組成成分等調(diào)控。但是，由于量子點含有重金屬使得其具有較大的毒性，同時具有發(fā)光不穩(wěn)定，易閃爍等缺點，限制了在生物成像及生物標記方面的應(yīng)用。?

2004年，Xu等在提純單壁碳納米管時無意中發(fā)現(xiàn)了一種納米顆粒(文獻4：Xu?X?Y,Ray?R,Gu?Y?L,et?al,J.Am.Chem.Soc.2004,126,12736)，后來將此命名為碳點。這種納米材料在一定范圍內(nèi)，其發(fā)射波長隨著激發(fā)波長的紅移而紅移，同時具有上轉(zhuǎn)換特性。與有機染料及量子點相比，毒性低，生物相容性好，熒光性能穩(wěn)定，可反復(fù)經(jīng)受多次激發(fā)光的照射。這些特點使其能應(yīng)用于生物領(lǐng)域。?

對于合成碳點的方法及原料來說，種類繁多。在制備方法上主要分為自下而上和自下而上法。?

自上而下法主要包括：激光消融或者電化學(xué)氧化石墨(文獻5：Zhao?Q?L,Zhang?Z?L,Huang?B?H,et?al,Chem.Commun.,2008,5116)，電化學(xué)處理單壁碳納米管(文獻6：Zhou?J?G,Booker?C,Li?RY,et?al,J.Am.Chem.Soc.,2007,129,744)，化學(xué)氧化商業(yè)活性炭(文獻7：Qiao?Z?A,Wang?Y?F,Gao?Y,et?al,Chem.Commun.,2010,46,8812)等等。?

自下而上法主要包括：微波輔助消解糖類(文獻8：Zhu?H,Wang?X?L,Li?Y?L,et?al,Chem.Commun.,2009,5118)，蠟燭灰(文獻9：Liu?H?P,Ye?T,Mao?C?D,Angew.Chem.,Int.Ed.,2007,46,6473)，水熱法處理糖類(文獻10：Yang?Y?H,Cui?J?H,Zheng?M?T,et?al,Chem.Commun.,2012,48,380)等等。?

但是以上方法存在一些缺點，比如激光法高溫高壓制備納米材料設(shè)備昂貴、?條件難以控制，而且電化學(xué)方法中采用的電解液對是否產(chǎn)生熒光有很大影響，所制得的熒光納米材料的熒光量子產(chǎn)率較低。同時從原料來看也存在一些不足，原料較為單一，基本為碳納米管，石墨，活性炭等，另外像蠟燭不完全燃燒的煙灰難以富集。?

碳點被認為是較好的代替有機熒光染料及量子點的熒光試劑，在生物成像，生物標記，催化方面有很大的潛力。所以利用生活中常見的物質(zhì)，應(yīng)用簡單的方法制備碳點具備重要的價值。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種熒光納米碳點(Carbon?Dots,CDs)，其采用原料來源廣泛、價格低廉、制備簡單的方法制備獲得，并應(yīng)用于熒光成像。?

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：?

一種熒光納米碳點，其以發(fā)光細菌為碳源，采用以下方法制備獲得：將發(fā)光細菌離心收集，置于水與95%乙醇混合溶液中，混合溶液倒入內(nèi)襯為聚四氟乙烯的反應(yīng)釜中反應(yīng)，冷卻后倒出反應(yīng)溶液，過濾，濾液用透析袋在超純水中透析，期間每天換水，透析袋中的溶液用濾膜過濾，所得濾液即為熒光納米碳點。?

本發(fā)明的具有如下優(yōu)點：?

(1)原料來源廣泛，價格低廉，制備方法簡單。?

(2)碳點本身的水溶性較好，在水中不結(jié)塊，不團聚，適于用于熒光成像。?

(3)碳點本身的發(fā)射波長隨激發(fā)波長的紅移而紅移?

(4)發(fā)光細菌作為廣泛存在于海水中的物種，還是首次被應(yīng)用于合成中，同時本方法還可以擴展到其他的細菌。?

同時應(yīng)用酵母菌也能制備出碳點。?

附圖說明

圖1碳點的透射電子顯微鏡照片(插圖為碳點的高分辨電子顯微鏡圖)?

圖2碳點粒徑分布柱狀圖?

圖3為碳點的紫外吸收光譜圖?

圖4(a)碳點的熒光光譜圖，(b)激發(fā)波長為300-460nm的發(fā)射波長(激發(fā)波長間距為20nm)?