[發明專利]一種真菌菌絲氮硫自摻雜碳點的制備方法及應用

在審

• 申請號: 201811348960.1
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109593523A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 黃占華;石彩;戚后娟;馬榮秀
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y30/00;G01N21/64
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一種真菌菌絲氮硫自摻雜碳點的制備方法及應用，屬于熒光碳納米材料的研究領域。制備步驟如下：(1)首先利用生物合成技術制備真菌菌絲，先將菌絲在PDA固體培養基中恒溫培養，然后將菌絲接種于改性PDA液體培養基中，于恒溫振蕩器中培養，最后對菌絲進行純化；(2)以上述菌絲為原料，在水熱條件下一步合成氮硫自摻雜碳點(N,S?CDs)。本發明首次采用生物合成與水熱相結合的方法，制備了性能優異的N,S?CDs。N,S?CDs可對四環素類抗生素(TCs)進行高選擇性、高靈敏性檢測，當TC濃度在0.5～38.46μM時，線性相關系數為0.991，對TC檢出限為0.041μM。利用該N,S?CDs制備熒光檢測試紙可對養殖廢水中的TCs進行快速檢測。而N,S?CDs不會影響細胞的存活率，使其在細胞成像領域具有很大的應用潛力。

技術領域

本發明涉及熒光碳納米材料，具體涉及一種真菌菌絲氮硫自摻雜碳點的制備方法，及將制備的真菌菌絲氮硫自摻雜碳點應用于TCs的檢測和細胞成像。

背景技術

隨著水產品需求的日益增長，高密度集約型的水產養殖方式逐漸形成。抗生素被廣泛應用于預防和治療魚類疾病或促進魚類生長和繁殖，尤其是四環素類抗生素，作為一種廣譜性抗生素，廣泛使用在水產養殖中用于治療革蘭式陽性菌和陰性菌感染。四環素類抗生素主要包括TC、CTC、OTC和強力霉素(DOXC)，水產養殖中使用最多的主要是前三種。而不合理地使用四環素會導致不安全的殘留物水平，并且殘留物還可促進細菌耐藥性的增加。因此，在養殖廢水排放之前對其中的TCs進行檢測顯得尤為重要。然而，由于水產養殖廢水成分復雜，在TCs的檢測過程中可能會受到其他成分的干擾。傳統的檢測方法，如高效液相色譜法、液相色譜-質譜連用法、化學發光法和比色分析法等因儀器昂貴、檢測極限較高、測試過程復雜等缺點，加上復雜的儀器和檢測過程以及復雜的樣品制作過程，限制了這些方法的使用。因而，開發出一種簡單、可靠以及直觀的檢測方法依然迫在眉睫。

碳量子點(CDs)是一種新型的納米材料，具有強烈的熒光性能，在傳感、熒光生物成像、催化、藥物輸送和光電子等領域備受關注。其最廣泛的應用是CDs作為熒光探針檢測多種化合物，這些應用是基于分析物與CDs表面官能團的相互作用，導致CDs熒光的猝滅或增強來實現的。因此，對CDs表面進行處理是十分重要的，雜原子摻雜(氮、磷、硫、硼和氟等)是最有效的方法之一。目前已經有很多文獻報道了CDs中雜原子的摻雜，但他們大都需要外來化學試劑的修飾。通過生物合成技術制備的真菌菌絲是一種富含蛋白質、氨基酸、多糖和維生素的絲狀物質。由于真菌菌絲的組成及內部蓬松的結構，使其很容易碳化成具有強光致發光性能的N,S-CDs。此外，真菌菌絲的營養物質在生長過程中合成，加之生物合成工藝簡單、廉價環保，非常適合大批量生產。利用生物合成的真菌菌絲制備的N,S-CDs具有良好的水溶性、優異的生物相容性、穩定性和理想的熒光發射，在細胞成像和環境檢測等領域都有潛在的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用生物合成技術和水熱合成方法結合的方式制備真菌菌絲自摻雜N,S-CDs的制備方法，該方法制備的N,S-CDs中N和S元素的含量較高，熒光量子產率可達28.11％，對TCs具有特異性熒光猝滅效果，可用于養殖廢水中TCs的檢測及生物成像分析。

本發明一種真菌菌絲氮硫自摻雜碳點的制備方法及應用，具體按下述步驟進行：(1)利用生物合成技術合成真菌菌絲。將真菌菌絲在PDA固體培養基中25℃環境條件下恒溫培養，待菌絲長滿表面，然后將上述菌絲接種于改性PDA液體培養基中，置于恒溫振蕩器中培養，最后用稀堿液對真菌菌絲進行純化，煮沸，去離子水洗滌至中性，冷凍干燥備用；(2)以上述生物合成的真菌菌絲為原料，取1～5g真菌菌絲加入到25mL的去離子水中磁力攪拌，形成均勻的混合物；(3)將混合物轉移至50mL的水熱反應釜中，在均相反應器中下反應；(4)待反應結束以后，將其自然冷卻并降至室溫，然后將得到的深棕色液體在在轉速為5000～8000rpm下離心15min去除大顆粒；(5)將得到液體用0.22μm過濾膜過濾，用透析袋在玻璃容器中透析，得到純凈的棕色液體。