[發明專利]以煙稈為原料的熒光碳量子點的制備方法及應用

在審

• 申請號: 201611038893.4
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106967425A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 李大肥;許龍;盧鑫;殷紅慧;張傳樹;周煉川;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 云南省煙草公司文山州公司
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;C01B32/15;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 李亮,程新敏

技術領域

本發明涉及納米材料與生物技術領域，尤其是一種以煙稈為原料的熒光碳量子點的制備方法及應用。

背景技術

量子點(quantum Dots,QDs)一般為球星或類球形，是由半導體材料制成的，穩定直徑在2～20nm的納米粒子。作為一種新穎的半導體納米材料，量子點具有許多獨特的納米性質。碳量子點與各種金屬量子點類似，碳量子點在光照的情況下可以發出明亮的光，但不同于某些金屬量子點含有高毒金屬，對人體和環境危害較大。碳量子點主要成分為碳元素，碳量子點無毒，對環境的危害小，造價也更便宜。

碳量子點的制備方法主要包括自上而下法和自下而上法兩種。自上而下的方法包括像電子輻射，電化學氧化，激光剝蝕等等，該類方法試驗操作條件嚴格，成本很高，且一般量子產率不高。自下而上的方法包括燃燒，熱液碳化法，微波法，超聲法等等。該方法的優勢在于可以尋找廉價的碳源作為量子點合成原料，降低成本的同時，又能實現可持續發展以及環境友好，同時無毒。同時可以在制備過程中參雜其他成分，且量子產率較高。高量子產率的碳量子點在細胞成像以及載藥方面的應用更大。生物質能源在自然界中廣泛存在，價格低廉，易于獲得。煙草在云南廣泛種植面積較大，煙葉成熟采收后，遺留的煙稈量大，不易處理。

發明內容

本發明的目的是：提供一種以煙稈為原料的熒光碳量子點的制備方法及應用，它既擴展了生物質用于生物技術領域的應用，又避免焚燒保護了環境，并建立一種操作簡單、設備簡易、原料綠色環保的制備方法。

本發明還提供了將所述的碳量子點作為熒光探針，用于離子藥物分析及細胞成像的應用。

本發明是這樣實現的：以煙稈為原料的熒光碳量子點的制備方法，包括如下步驟：

1)按質量份數計算，取1-10份煙稈，在35-50℃烘干至恒重，向烘干至恒重的煙稈中加入30-50份水，獲得加水的煙桿；

2)將加水的煙稈放入水熱反應釜中，并在120-240℃的烘箱內反應18-48h，獲得反應液；

3)將步驟2)獲得的反應液與大顆粒雜質分離在8000rpm條件下離心15min分離并置于透析袋中透析24-72h，每隔6h換一次水，即獲得熒光碳量子點。

所述的熒光碳量子點在革蘭氏陽性菌的死活鑒定中的應用。

所述的熒光碳量子點在革蘭氏陰性菌的死活鑒定中的應用。

所述的熒光碳量子點在酵母菌的死活鑒定中的應用。

所述的熒光碳量子點在絲狀真菌的死活鑒定中的應用。

所述的熒光碳量子點在細胞成像中的應用。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明采用煙稈為原料來制備獲得熒光碳量子點，其制備方法操作步驟簡單，不需要經過表面鈍化劑處理或修飾即可得到熒光碳量子點，采用的生物質在自然界中廣泛存在，價廉易得，來源廣泛，環保性好。本發明所制得的目標熒光碳量子點在水溶液中都具有良好的溶解度和分散性，在光照下穩定，并且產率較高，以硫酸奎寧(量子產率54％)為參照物，所得碳量子點的量子效率一般在34％。

圖1為實施例1中碳熒光量子點的熒光圖譜以及熒光成像圖；

圖2為實施例1中碳熒光量子點的透射電鏡圖；

圖3為實施例1中碳熒光量子點的粒徑分布圖；

圖4為實施例1中碳熒光量子點的紅外光譜圖；

圖5為實施例2中碳熒光量子點對乳酸細菌死活染色結果(激發波長為552)，其中A圖為死菌B圖為活菌；

圖6為實施例2中碳熒光量子點對乳酸細菌死活染色結果(激發波長為488)，其中A圖為死菌B圖為活菌；

圖7為實施例3中碳熒光量子點對大腸桿菌死活染色結果(激發波長為552)，其中A圖為死菌B圖為活菌；

圖8為實施例3中碳熒光量子點對大腸桿菌死活染色結果(激發波長為488)，其中A圖為死菌B圖為活菌；

圖9為實施例5中碳熒光量子點對酵母菌死活染色結果(激發波長為552)，其中A圖為死菌B圖為活菌；

圖10為實施例5中碳熒光量子點對酵母菌死活染色結果(激發波長為488)，其中A圖為死菌B圖為活菌；

圖11為實施例4中碳熒光量子點對里氏木霉死活染色結果(激發波長為552)，其中A圖為死菌B圖為活菌；

圖12為為實施例4中碳熒光量子點對里氏木霉死活染色結果(激發波長為488)，其中A圖為死菌B圖為活菌；

圖13為實施例7中碳熒光量子點對A549細胞染色結果(激發波長為552(A)與488(B)。

具體實施方式