[發明專利]一種硼氮摻雜的綠色熒光的碳點制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710747517.0
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107353898B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 張現峰;蘆靜波;聶珊珊;柴劉成
• 申請（專利權）人: 蚌埠學院
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 53113 昆明合眾智信知識產權事務所
• 代理人: 張璽

一種硼氮摻雜的綠色熒光的碳點制備方法，包括以下步驟：用去離子水配制苯硼酸溶液，與無水乙二胺混合，通入氮氣后反應，冷卻至室溫即得到硼氮摻雜的碳量子點溶液，在低溫下保存待用，同時還將碳量子點用于辣根過氧化物酶的選擇性檢測。本發明的目的在于提供一種硼氮摻雜的綠色熒光的碳點制備方法，通過水熱法制備硼氮摻雜的綠色熒光的碳點，得到的球形結構的碳量子點大小均勻，平均粒徑較小，碳量子點表面的硼酸官能團還能避免碳量子點之間團聚作用，這種方法合成過程比較簡單、經濟且綠色環保，合成的碳量子點熒光量子產率較高，同時該碳量子點溶液對于HRP蛋白具有較好的選擇性。

技術領域

本發明屬于功能納米材料制備技術和生物分析檢測技術領域，具體涉及一種硼氮摻雜的綠色熒光的碳點制備方法及應用。

背景技術

碳點(又稱碳量子點)的顆粒粒徑小于10nm，是碳質骨架和表面基團所構成的一種新型納米材料，是一種類球形的碳顆粒。碳量子點與金屬量子點材料比較，具有低毒性的優點，因此它對環境的危害較小。除此之外它還具有生物相容性好、易于功能化等特點。

制備碳量子點的方法很多，一般分為兩大類：自上而下法和自下而上法。自上下法：指的是用化學或物理的方法剝落碳骨架上的碳納米顆粒來合成碳量子點，主要的方法包括激光銷蝕法、弧光放電法和電化學法等。自下而上法：有機分子作為前驅體，經過化學反應來制備碳量子點，主要方法包括超聲震蕩法、強酸氧化法、模板法、溶劑熱法、微波消解合成法和水熱法等。

各種不同的合成方法具有不同的優缺點:電弧放電法、強酸氧化法合成過程相對比較復雜且不利十產物的收集；激光消融法合成過程復雜、所用儀器昂貴，不夠經濟；因此，目前使用比較多方法的是水熱法、微波消解法、超聲振蕩法、溶劑熱法以及模板法，這幾種方法合成過程比較簡單、經濟且綠色環保，同時合成的碳量子點熒光量子產率較高。

作為新型的“零維”碳納米材料，碳量子點不僅具有良好水溶性和生物相容性等特點，還擁有發光強度大、發光范圍可調、光穩定性好、無光閃爍、易功能化、價格便宜、易大規模合成等無可比擬的優勢，使其在傳感器、生物成像、光催化、太陽能電池等領域有著良好的應用前景。

專利CN106596481提供一種利用硼氮摻雜的熒光碳點探針檢測Pb2+的方法，以包含硼、氮的碳源為基礎，采用水熱法合成熒光碳點，具體是利用尿素、硼酸和葡萄糖與氫氧化鈉在反應釜中通過水熱法制備得到，同時將熒光碳點探針用于檢測檢測Pb²⁺；專利CN106634978提供了一種以甘蔗廢糖蜜為原料合成熒光碳點的制備方法及其應用，主要以甘蔗廢糖蜜為原料合成熒光碳點，同時提供了熒光碳點在食品著色劑日落黃檢測中的應用。

與上述專利不同，本發明中提供了一種硼氮摻雜的綠色熒光的碳點制備方法并將碳量子點用于辣根過氧化物酶(HRP)的選擇性檢測，以苯硼酸作為碳源，與無水乙二胺反應將氮元素摻雜進去，通過水熱法制備硼氮摻雜的綠色熒光的碳點，這種方法得到的球形結構的碳量子點大小均勻，平均粒徑較小，還能避免碳量子點之間團聚作用，合成過程比較簡單、經濟且綠色環保，合成的碳量子點熒光量子產率較高，同時該碳量子點溶液對于HRP蛋白具有較好的選擇性。

發明內容

在本發明中我們提供了一種硼氮摻雜的綠色熒光的碳點制備方法，通過水熱法制備硼氮摻雜的綠色熒光的碳點，得到的球形結構的碳量子點大小均勻，平均粒徑較小，碳量子點表面的硼酸官能團還能避免碳量子點之間團聚作用，同時這種方法合成過程比較簡單、經濟且綠色環保，合成的碳量子點熒光量子產率較高。

為了達到上述目的，本發明提供了一種硼氮摻雜的綠色熒光的碳點制備方法，包括以下步驟：用去離子水配制0.5g/30mL苯硼酸溶液，與53μL無水乙二胺混合，通入氮氣1h，通氣后在160℃下反應8h，冷卻至室溫即得到硼氮摻雜的碳量子點溶液，在4-6℃下保存待用。

這種硼氮摻雜的綠色熒光的碳點的應用，包括以下步驟：