[發(fā)明專利]氮和硫共摻雜碳點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010954335.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN111849475B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙丹;張蕊;郝健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/65
• 分類號(hào): C09K11/65;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;A01N59/00;A01P3/00;A01P1/00;G01N21/64
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 覃蛟

本發(fā)明公開了一種氮和硫共摻雜碳點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用，該制備方法包括：將碳源和氮源在包括巰基甘油的溶劑中加熱制備得到碳點(diǎn)。通過(guò)采用含硫的巰基甘油作為硫源參與反應(yīng)，巰基甘油本身又能夠作為反應(yīng)體系的溶劑，使得參與反應(yīng)的各種物質(zhì)之間的分散相容性較好，親水性硫醇結(jié)合到碳點(diǎn)表面原子上，同時(shí)穩(wěn)定碳點(diǎn)在極性溶劑中的分散。采用巰基甘油作為硫源來(lái)制備氮和硫共摻雜碳點(diǎn)不僅可以痕量檢測(cè)銅離子，還能夠進(jìn)一步檢測(cè)硫普羅寧，因此，可用于構(gòu)建能夠同時(shí)檢測(cè)銅離子和硫普羅寧含量的雙檢測(cè)傳感器。該碳點(diǎn)還被證明有較低的毒性和良好的生物相容性，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌(包括耐藥菌)和陰性菌具有差異性的抗菌能力，具有治療生物細(xì)菌感染的潛力。

本申請(qǐng)要求于2020年8月25日提交中國(guó)專利局的申請(qǐng)?zhí)枮?02010865092.5、名稱為“氮和硫共摻雜碳點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用”的中國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本申請(qǐng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氮和硫共摻雜碳點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

熒光碳點(diǎn)(CDs)作為一種新型熒光材料，其具有優(yōu)秀的光學(xué)性質(zhì)，良好的水溶性、低毒性、環(huán)境友好、原料來(lái)源廣、成本低、生物相容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。碳點(diǎn)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，碳點(diǎn)使用雜原子摻雜的方法提高性能已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，其原因在于通過(guò)摻雜所引起的結(jié)構(gòu)變化能夠有效改變碳點(diǎn)的本質(zhì)特性。其中，氮、硫共摻雜的碳點(diǎn)是一種常見的摻雜方式。而現(xiàn)有的碳點(diǎn)硫元素的摻雜多數(shù)采用含硫分子先溶于水或有機(jī)試劑，再經(jīng)過(guò)高溫高壓或回流反應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)，其工藝較為復(fù)雜，且采用有的有機(jī)硫化物(巰基乙酸、巰基丙酸等)具有較大的毒性，此外，采用無(wú)機(jī)類摻硫物時(shí)，反應(yīng)只能在水溶液中進(jìn)行，而溶劑熱法是制備高質(zhì)量碳點(diǎn)的重要方法。

具有檢測(cè)和抗菌雙功能碳點(diǎn)的制備及性能研究，一直是納米材料研究的重難點(diǎn)。在檢測(cè)方面，熒光傳感技術(shù)以其高靈敏度，簡(jiǎn)便易行，快速實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)成為人們目標(biāo)。然而未經(jīng)修飾和特定構(gòu)建的CDs檢測(cè)金屬離子往往檢測(cè)的靈敏度不高。在疾病治療方面，關(guān)于具有抗菌功能的碳點(diǎn)已經(jīng)被一步法制備出來(lái)，但有效抑菌的微粒的抗菌效果仍然需要提高，并且生物可利用性仍然需要證明。為了實(shí)現(xiàn)雙功能碳點(diǎn)在傳感和臨床方面的應(yīng)用，本發(fā)明使用了巰基甘油和本身具有抗菌作用的聚乙烯亞胺作為原料，不僅保留了聚乙烯亞胺的抗菌性，由于硫的摻雜，碳點(diǎn)粒徑更小，分布狀態(tài)更均勻，還具有穩(wěn)定的熒光特性、極小的細(xì)胞毒性和優(yōu)異的生物相容性，還能有效地促進(jìn)氮和硫共摻雜碳點(diǎn)與金屬離子之間的電子轉(zhuǎn)移和配位相互作用。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種氮和硫共摻雜碳點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用，以改善上述問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氮和硫共摻雜碳點(diǎn)的制備方法，其包括：將碳源和氮源在溶劑中加熱制備得到碳點(diǎn)，其中，溶劑包括巰基甘油。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種氮和硫共摻雜碳點(diǎn)，其由上述制備方法制備得到。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了上述氮和硫共摻雜碳點(diǎn)在檢測(cè)銅離子中的應(yīng)用，可選地，檢測(cè)銅離子的檢測(cè)限為10nM。

第四方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了上述氮和硫共摻雜碳點(diǎn)在檢測(cè)藥物硫普羅寧中的應(yīng)用，可選地，檢測(cè)硫普羅寧的檢測(cè)限為40nM。

第五方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于檢測(cè)硫普羅寧含量的試劑，其包括含有氮和硫共摻雜碳點(diǎn)的溶液，且溶液中還含有銅離子。

第六方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種用于檢測(cè)銅離子和硫普羅寧含量的雙檢測(cè)傳感器，其包括上述氮和硫共摻雜碳點(diǎn)。

第七方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了上述氮和硫共摻雜碳點(diǎn)制備抗菌劑中的應(yīng)用，氮源為聚乙烯亞胺，硫源為巰基甘油。