[發明專利]一種以艾草葉為碳源的碳量子點及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201811527961.2
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109734073A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 周寧琳;沈健;張啟成;吳凡;張明;孫寶宏;宋賽杰;楚曉紅;王玉麗;池鋮;袁平;王會秋
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/64;A01P7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種以艾草葉為碳源的碳量子點及其制備方法與應用，屬于熒光碳納米材料技術領域。具體制備過程如下：將艾草葉加入去離子水中，在一定溫度下置于水熱反應釜進行反應；待合成的產物自然冷卻后進行離心分離，然后過濾；將過濾物真空冷凍干燥后得到艾草葉為碳源碳量子點的粉末。與其他碳量子點的制備方法相比，本發明操作簡單，所需原料少且易得，無需其他表面鈍化劑，其反應速度快，所制備的碳量子點具有較強的熒光和良好的生物相容性。該碳量子點可以進入細胞內并且均勻分布在A549細胞中，在寬波長范圍下發出穩定熒光，對幫助人們了解動植物細胞狀態具有重要意義，可用于生物成像和農業領域，在未來的生物領域和農業領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于熒光碳納米材料技術領域，具體涉及一種以艾草葉為碳源的碳量子點及其制備方法與應用。

背景技術

碳點作為碳納米材料家族中新的一員，碳點具有很多優越的熒光性質，如通過改變尺寸和激發波長可調控其熒光發射、耐光漂白、無光閃爍。碳元素是構成生物體所需的重要元素之一，由它構成的碳點本身生物毒性低，具有良好的環境友好性和生物相容性。此外，制備碳點的反應條件溫和，步驟簡單，原料豐富且廉價。碳點表面富含羧基、羥基等親水基團，具有很好的水溶性。碳點的粒徑一般在10nm以下，在和細胞的孵育過程中，碳點能夠更容易、更快速的被細胞攝取。具有良好的生物相容性及低毒性的碳點，適用于生命科學研究。在農業領域，利用碳點的尺寸效應可被植物細胞攝取來有效殺菌和防蟲。

艾草葉(Artemisiaargyi)，又名香艾、艾蒿，為菊科蒿屬多年生野生草本植物。艾草葉具有很高的藥用價值，為我國傳統中藥，其主要化學成分有揮發油、桉葉烷、三萜類和黃酮類化合物，還含有多種微量元素。近年來，對艾草葉在藥學、化學成分、藥理作用、臨床應用等方面的研究漸漸多起來?，F代藥理研究表明，艾草葉中的有效化學成分不但具有抗氧化、抗癌和調節免疫力、抗炎癥和抑制病毒、抗凝血的功能，而且利用艾草葉提取物用于抑菌和防蟲也有了大量研究。

生物光學成像是指利用光學的探測手段結合光學探測分子對細胞或者組織甚至生物體進行成像，來獲得其中的生物學信息的方法。科學工作者能通過生物光學成像圖像來分析細胞或生物體特定區域的特征、狀態，對疾病診斷和新的醫療手段的開發等方面具有重要的實踐意義和應用前景。碳量子點可有效標記動植物細胞進行細胞熒光成像，幫助研究者進行細胞特征分析。但是目前公開的碳量子點的制備方法需要添加表面鈍化劑，制備的碳量子點的水溶性、熒光性能以及生物相容性等綜合性能較差，制備成本較高。

發明內容

解決的技術問題：針對上述技術問題，本發明提供一種以艾草葉為碳源的碳量子點及其制備方法與應用，所述制備方法簡單快速，不需要加入表面鈍化劑，所制備碳量子點尺寸小，并且具有良好的水溶性、優越的熒光性能和良好的生物相容性等特點，可有效進行細胞熒光成像。

技術方案：一種以艾草葉為碳源的碳量子點的制備方法，所述制備方法如下：

步驟一.將艾草葉剪碎加入到水中，在180～220℃溫度下反應10～14h；

步驟二.待反應物冷卻至10～25℃后進行離心分離，然后過濾；

步驟三.將過濾物真空冷凍干燥后得到以艾草葉為碳源的碳量子點。

作為優選，所述步驟一中艾草葉與水的比例為每0.1g艾草葉用水30～80mL。

作為優選，所述步驟一中將艾草葉剪碎加入到水中時在10～25℃溫度、轉速為400～600r/min條件下攪拌20～40min。

作為優選，所述步驟二中待反應物冷卻至10～25℃后在轉速為10000-12000r/min轉速下進行離心分離10-15min。

作為優選，所述步驟二中過濾時采用孔徑為0.2-0.22μm的濾膜。