[發明專利]一種氮摻雜橘色熒光碳量子點及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010033252.X
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111057541B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 孟雅婷;焦媛;張羱;路雯婧;宋勝梅;雙少敏;董川
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y30/00;B82Y20/00;G01N21/64
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 張福增

本發明提供一種氮摻雜橘色碳量子點及其制備方法，該方法是將中性紅與谷氨酰胺按一定比例溶于水中，在150～250℃下反應2～7小時以合成氮摻雜橘色碳點。該方法制備碳點工藝簡單，原料來源廣泛且價格便宣，制備條件要求低，所得碳量子點量子產率較高。本發明碳量子點作為熒光探針用于ClO^?的檢測，還可在活細胞熒光成像中應用。

技術領域

本發明涉及碳發光納米材料，尤其涉及碳量子點，具體是一種氮摻雜橘色熒光碳量子點及其制備方法和應用。

背景技術

次氯酸根陰離子(ClO^-)及其共軛酸(HOCl)涉及多種病理性疾病，包括動脈粥樣硬化，神經元變性，囊性纖維化，關節炎和癌癥。生物學上，已知次氯酸是重要的活性氧物質之一，并且不受控制的HOCl水平將破壞DNA和蛋白質，從而導致各種疾病。然而，在我們的日常生活中，HOCl/ClO^-作為飲用水、游泳池水的消毒劑和家用漂白劑被廣泛使用。因此，對次氯酸鹽具有高靈敏度和選擇性的實時檢測是至關重要的。

熒光檢測作為一種傳統的分析方法已被廣泛應用于分析化學、環境生物學、生物化學和醫學等眾多領域，因為它具有靈敏度高、設備價格低廉、瞬時響應和實時檢測等特點。近年來，碳點作為一種零維納米材料，由于其良好的光穩定性、水溶性、生物相容性等優點引起了廣泛的關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氮摻雜橘色碳量子點及其制備方法；該方法制備碳點工藝簡單、原料來源廣泛且價格便宣，制備條件要求低且環境友好，在一般實驗室均能合成，易于推廣；碳量子點可用于檢測水溶液和細胞中的ClO^-。

本發明提供的一種氮摻雜橘色熒光碳量子點的制備方法，包括如下步驟：

室溫下，按摩爾比1：1-6將中性紅和谷氨酰胺溶于水中，將溶液轉移至水熱反應釜中，150～250℃下反應2～7小時，過濾不溶物后得到淺紅色溶液；通過500～1000Da的透析袋，在容器中透析處理至少3天，即得到純凈的碳量子點的水溶液；將其冷凍干燥后得到目標碳量子點。

所述中性紅和谷氨酰胺的摩爾比優選為1：1-5。

所述的反應溫度優選為170～200℃，反應時間為3～6小時；更優選反應溫度180℃，反應時間4小時。

上述方法制備的碳量子點作為熒光探針可用于檢測水溶液中的ClO^-，根據公式cmin＝3sb/S求出最低檢出限為0.012μM，線性范圍0-0.155μM。

本發明的優點與效果是：

本發明通過一步水熱法即可得到碳量子點溶液，合成方法簡單有效，原料廉價易得，反應條件溫和且環境友好，在一般實驗室均能完成，易于推廣。所制備的碳量子點作為探針可用于ClO^-的檢測。

附圖說明

圖1為實施例1制備的碳量子點的熒光發射光譜

圖2為實施例1制備的碳量子點的紅外光譜圖，圖中橫坐標為檢測波長，縱坐標為透過率

圖3為ClO^-淬滅實施例1制備的碳量子點的熒光光譜圖，

圖4為實施例1制備的碳量子點熒光發射曲線隨激發波長變化的光譜圖

圖5為實施例1制備的碳量子點被ClO^-猝滅的激光共聚焦圖，所述的細胞為PC-12細胞

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明做出進一步說明，實施例給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1