[發明專利]一種尺寸可調的熒光碳氮納米片制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710071228.3
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106833632B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 劉金華;張世宇;李林;張成武;潘穎
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 吳頻梅

本發明涉及一種尺寸可調的熒光碳氮納米片制備方法和應用，屬于納米技術領域。方法包括：采用水熱反應的方法制備碳氮納米片，稱取1?2g聚合物，分散于10?20mL去離子水中，放置于反應釜內，在反應溫度100?240℃高溫爐中加熱4?6小時，獲得黃色溶液；然后把反應液倒入7000?14000透析袋內透析，透析時間為2?4天,即得到淺黃色的固體粉末。在擁有細胞的培養皿中加入所述碳氮納米片溶液，孵育2?4小時后，置于雙光子共聚焦顯微鏡下成像。所述方法可以利用價格低廉的原料和簡單的制備工藝過程，得到良好水溶性的熒光碳氮納米片，且尺寸可調，所制備的碳氮納米片可用做細胞的雙光子熒光成像分析。

技術領域

本發明涉及一種碳納米材料中的碳納米片(Carbon nanosheets)的制備方法及其具有雙光子熒光成像的應用，屬于納米技術領域。

背景技術

碳氮納米片是一種新型的碳氮材料，因為它具有獨特的化學結構和較高的氮元素含量，已經廣泛研究于應用檢測金屬離子和生物電子供體或受體。Zhao等近期在先進材料(Advanced Materials)上報道了一種通過水熱法合成的有機碳氮納米片，通過加入不同金屬鹽可得到不同的金屬碳氮納米片。Liu等人在分析化學(Analytical Chemistry)雜志上報道了通過硝酸氧化法與液體去角質法處理合成的塊狀不規則碳氮納米片聚合體得到小尺寸的碳氮納米片，且這種碳氮納米片可以與酪氨酸有效結合，產生一種具有熒光活性的生物碳氮納米片。Ju等人也在分析化學雜志上報道了通過三聚氰胺加聚獲得大塊石墨碳氮納米片，再用超聲波剝離處理的方法，得到2nm左右的微小碳氮納米片，同時系統的研究了碳氮納米片與DNA的相互作用，并設計了出碳氮納米片與DNA結合的快速均相熒光檢測。Tian等人通過均相加熱的方法，在利用硝酸與液體去角質法，得到了1nm左右厚度的碳氮納米片，他們只對銅離子對其的淬滅作用進行了深入研究。但此方法需要在高溫下煅燒得到大塊碳氮納米片，且碳氮納米片尺寸大小不一，后處理剝取過程繁瑣，需要超聲處理。然而，從大塊石墨碳氮納米片上剝離的這些碳氮納米片的尺寸和厚度不是與復雜的合成方法的可控偶聯。此外，它還顯示出低的穩定性和在水溶液中的差的分散性，這極大地限制了碳氮納米片的進一步修飾和應用。因此，具有可控尺寸和表面性質以及有利的親水性的均勻且穩定的碳氮納米片的方法仍然是一個實質性的挑戰。

發明內容

本發明解決的技術問題是：提出一種可以利用價格低廉的原料和簡單的制備工藝過程，得到良好水溶性的熒光碳納米片的尺寸可調的熒光碳氮納米片制備方法和應用，所制備的熒光碳氮納米片可用于對肝癌細胞(HEPG2)，宮頸癌細胞(Hela)，神經細胞(SH-SY5Y)進行雙光子熒光成像。

為了解決上述技術問題，本發明提出的技術方案是：一種尺寸可調的熒光碳氮納米片的制備方法，包括以下步驟：

采用水熱反應的方法制備碳氮納米片：稱取1-2g聚合物分散于10-20mL去離子水中，放置在10-100mL的反應釜內，在反應溫度100-240℃，高溫爐中加熱4-6小時，獲得黃色溶液；然后把反應液倒入7000-14000透析袋內透析，透析時間為2-4天，得到淺黃色水溶液，冷凍干燥得到淺黃色的固體粉末；所述聚合物為聚乙烯亞胺PEI或谷胱甘肽GSH。

優選的，其中反應溫度240℃，高溫爐中加熱6h。

為了解決上述技術問題，本發明提出的另一技術方案是：一種尺寸可調的熒光碳氮納米片，根據所述的尺寸可調的熒光碳氮納米片的制備方法制備而得。

為了解決上述技術問題，本發明提出的另一技術方案是：所述的尺寸可調的熒光碳氮納米片的應用方法，所述的尺寸可調的熒光碳氮納米片對細胞進行雙光子熒光成像的應用，在貼壁細胞PBS緩沖溶液中加入所述碳氮納米片溶液，孵育一定時間，進行雙光子成像。

優選的，所述PBS緩沖溶液是含100mM K+、5mM Mg2+,pH＝7.4的緩沖溶液；所用碳氮納米片溶液的濃度為10-200μg/mL，孵化時間為2-4小時。