[發明專利]以品紅為碳源制備近紅外碳量子點的方法

有效

• 申請號: 201410710490.4
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104495782A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 曾云龍;王天倫;元曉云;易守軍;黃昊文;關婷婷;鄧彤彤;魏莉莎;唐春然
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C09K11/65
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

技術領域

本發明屬于近紅外納米材料制備技術領域，具體涉及一種以品紅為碳源制備近紅外碳量子點的方法。

背景技術

熒光碳量子點(CQDs)與傳統有機染料及半導體量子點相比，熒光碳量子點不僅具有光學性質穩定和易于實現表面功能化等優勢，還具有生物相容性好和細胞毒性低等特性。因此，熒光碳量子點有廣闊的應用前景，包括生物成像、傳感、藥物傳遞、光催化和生物活體成像等。目前，研究者建立了多種制備熒光碳量子點的方法，(典型的文獻報道：Bourlinos?A?B，Stassinopoulos?A，Anglos?D，et?al.Surface?functionalized?carbogenic?quantumdots.Small，2008，4(4)：455-458.；Xu?X?Y，Ray?R，Gu?Y?L，et?al.Electrophoretic?analysis?and?purification?of?fluorescent?single-walled?carbon?nanotube?fragments.J?Am?Chem?Soc，2004，126(40)：12736-12737.；Sun?Y?P，Zhou?B，Lin?Y，et?al.Quantum-sized?carbon?dots?for?bright?and?colorful?photoluminescence.J?Am?Chem?Soc，2006，128(24)：7756-7757.)。目前文獻報導的研制方法所制備的碳量子點的熒光發射在350nm-570nm范圍，在該范圍內進行熒光成像等分析存在著諸多問題，如會受到生物組織中內源性物質(黑色素、有氧/無氧血紅蛋白、膽紅素和水等)的吸收、散射等對光學成像的影響，而在近紅外區，則無這些干擾，因此，近紅外熒光成像技術在生物活體成像領域具有巨大的應用前景。

黃姜的主要成份是1.1％～16.15％的薯蕷皂苷、45％～50％的淀粉和40％～50％的纖維素。現今工業生產中，主要從黃姜中提取薯蕷皂苷作為甾體激素藥物的原料，提取后的殘渣中還含有大量的淀粉和纖維素未被利用，不僅浪費寶貴的資源還對環境造成污染。因此對黃姜提取殘渣的資源化利用具有巨大的社會實用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于生物成像、傳感、藥物傳遞、光催化和生物活體成像等領域的以品紅為碳源制備近紅外碳量子點的方法。

本發明方法包括如下步驟：

(1)稱取1.00g、在105℃烘干箱中恒干燥2h后的黃姜提取殘渣，放入50mL的水熱反應釜中，加入40mL的二次水，再置于烘箱中，調節反應溫度為200℃，反應時間為2h，反應完后將反應釜取出，放置在瓷板上，讓其自然冷卻至室溫，然后打開反應釜，將釜中的生成物過濾，得到熒光發射峰在520nm的碳量子點儲備液；

(2)稱取0.01507g品紅溶解，于50mL的容量瓶中定溶，得到濃度為1.0×10^-3mol/L的品紅溶液作為儲備液；

(3)于50mL的反應釜中加入適量的步驟(2)制備的品紅溶液和適量的步驟(1)制備的碳量子點溶液，均勻混合，加入適量二次水使總反應體積為40mL，置于干燥箱中，調節反應溫度為220℃，反應時間為4h，反應完后將反應釜取出，放置在瓷板上，讓其自然冷卻至室溫，然后打開反應釜，將釜中的生成物過濾，即得近紅外碳量子點。

具體的，步驟(3)中，所述品紅溶液與碳量子點溶液的體積比分別是1:1～3。

本發明制備的近紅外碳量子點性質穩定、熒光強度較強，在生物成像、傳感、藥物傳遞、光催化和生物活體成像等領域具有的應用前景。本發明以黃姜提取殘渣為原料合成具有優良近紅外熒光性能的碳量子點，使黃姜提取殘渣具有高附加值，有效地利用了資源，保護了環境，減少了污染，具有良好的社會效益和經濟價值。本發明反應合成溫度適中(200℃-240℃)，不使用劇毒物質和強揮發性物質，制備條件溫和，制備方法簡單綠色；原料使用上廢物資源化利用，無需催化劑，反應時間短(4h)；本發明為合成一種優良近紅外熒光特性的碳量子點提供了一種新的方法。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的熒光碳量子點的激發和發射光譜圖。

圖2是本發明實施例2的熒光碳量子點的激發和發射光譜圖。

圖3是本發明實施例3的熒光碳量子點的激發和發射光譜圖。

圖4是本發明實施例2的熒光碳量子點在不同的激發光波長下的發射光譜圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述。