[發明專利]一種促進豆芽生長的碳點納米復合發光材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910501060.4
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110330973B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 莊健樂;許曉凱;許糧鋒;劉應亮;雷炳富;魏浩鵬
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85;A01N59/16;A01P21/00;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 張燕玲

本發明屬于納米材料技術領域，公開了一種促進豆芽生長的碳點納米復合材料及其制備方法和應用。制備方法具體包括以下步驟：A、油浴回流法制備溶膠二氧化硅；B、油浴回流和水熱法制備六方相NaYF₄:Yb,Er上轉換納米顆粒；C、水熱法制備CDs；D、通過機械攪拌方式將溶膠二氧化硅、碳點與NaYF₄:Yb,Er復合，洗滌干燥得到NaYF₄:Yb,Er/碳點納米復合發光材料。所得納米復合發光材料配成溶液得到不同濃度的培養液培育豆芽，促進豆芽生長，進行豆芽熒光成像。本發明方法工藝簡單，易于操作，成本低且環保，得到的復合材料納米顆粒具有良好的水分散性和穩定性。在農業和植物成像方面有著潛在的應用前景。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，特別涉及一種促進豆芽生長的碳點納米復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

植物作為環境的重要組成部分，在維持生態平衡方面發揮著重要作用，是動物和人類的主要食物來源之一。研究表明，種子萌發的外部條件需要一定的環境條件，主要是適量的水分、適宜的溫度和充足的氧氣。休眠種子的含水量通常只有干重的10％左右。種子必須吸收足夠的水分來啟動一系列的酶活性，并開始發芽。因此，增加水的吸收是至關重要的。然而，關于納米材料對植物吸水率影響的報道卻很少。例如，Zhao等報道了支化聚乙烯亞胺(PEI)修飾NaYF₄:Yb,Er UCNP(PEI-UCNP)影響大豆植株的吸水和生長行為。Li等報道了大量的CDs促進綠豆的萌發和生長。由此推斷，納米復合材料在促進植物吸水方面具有協同作用。

納米粒子(NPs)的快速發展使得這些材料在植物中的應用越來越廣泛。稀土(RE)摻雜上轉換納米粒子(UCNPs)的技術應用引起了人們的廣泛關注和研究熱點。與傳統的有機熒光團和量子點生物探針相比，UCNPs具有物理化學穩定性高、對光損傷小、毒性小、組織穿透深度高等優點，已被證明是一種高效的生物成像探針。稀土摻雜的NaYF₄UCNPs被認為是最有效的上轉換發光納米材料之一，不僅光穩定性強、發射帶窄、熒光壽命長、化學穩定性高、潛在生物毒性低，而且采用近紅外連續激發光源激發還使其具有較大的光穿透深度、無光閃爍和光漂白、無生物組織自發熒光以及對生物組織幾乎無損傷等顯著優點，已經成為當前很多領域乃至交叉學科的應用研究熱點。目前，稀土摻雜NaYF₄UCNPs的研究大多集中在動物而不是植物上。另一方面，碳點(CDs)由于其獨特的、可調諧的光致發光(PL)、低或無毒性、高水溶性、明顯的生物相容性、生物降解性、豐富的原料和低廉的成本成為碳基納米材料中的新興材料。因此，CDs有望成為研究碳納米顆粒對植物生長影響的最佳模型材料之一，在生化傳感、成像分析、環境檢測、光催化技術及載藥等領域具有很好的應用潛力。然而，單一納米材料在促進植物生長方面的作用是有限的。因此，有必要尋找一種更有效的復合體系來促進植物生長。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的首要目的在于提供一種促進豆芽生長的碳點納米復合材料的制備方法；該方法首先是制備二氧化硅溶膠，NaYF₄:Yb,Er和碳點，然后將三者混合攪拌均勻，干燥得到最終納米復合發光材料，簡單快捷、環保安全、發光性能優異、應用性強，實用價值高。

本發明的再一目的在于提供上述制備方法制備得到的碳點納米復合材料。

本發明的又一目的在于提供上述碳點納米復合材料在促進豆芽生長和進行豆芽發光成像中的應用。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種促進豆芽生長的碳點納米復合發光材料的制備方法，包括以下步驟：

A、將TEOS、EtOH、H₂O和pH值為2的鹽酸按照摩爾比1：4：5：0.2混合，在溫度50℃-100℃內回流60-120min，最終pH值調節至2，得到二氧化硅溶膠；