[發明專利]一種增強型黃光碳點及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110769999.6
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113563876B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 王嬋;賀依民;宋啟軍;黃建鋒;徐雅蘭;姜濤;吳濤
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;G01K11/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 裴閃閃

本發明公開了一種增強型黃光碳點及其制備方法和應用，屬于功能型發光碳材料制造技術領域。本發明將檸檬酸和尿素溶于N,N?二甲基甲酰胺中，在150?180℃條件下反應4?8h，得到碳化混合物，通過柱層析法，按照二氯甲烷和甲醇體積比從大到小配制的洗脫劑對碳化混合物進行分離純化，收集二氯甲烷和甲醇體積比為1：1～2時洗脫得到的溶液，旋蒸除去溶劑后干燥得到黃光碳點。本發明合成了隨著溫度升高熒光強度增強的黃光碳點，避免了常見的猝滅型納米溫度計易受環境影響導致假陽性信號的出現而無法實現對溫度的準確檢測，本發明所制備的黃光碳點在溫度檢測，生物成像和光電設備等領域具有應用價值。

技術領域

本發明涉及一種增強型黃光碳點及其制備方法和應用，屬于功能型發光碳材料制造技術領域。

背景技術

細胞內溫度的細微差異能指示細胞的生存狀態，而對溫度進行實時和精確的監控已成為生物醫學診斷和治療過程中重要的研究手段。然而，傳統的測溫技術，如熱電偶、熱敏電阻器、電阻式溫度監測器和紅外檢測器等均很難對細胞內微觀區域的溫度進行檢測，且所用溫敏性材料的生物相容性較差。近年來，研究者借助熒光材料的某些發光信息(如光譜位置、譜帶形狀、偏振方向、發光強度和衰減壽命等)對溫度的響應構筑熒光納米溫度探針，以滿足細胞內溫度測定的實際需求。此法具有非直接接觸、高的時間和空間分辨率、溫度響應和熒光成像雙重功能、操作簡便等優點，利于精確、便攜測量。

碳點作為一種新型的光致發光材料，與傳統的量子點相比，具有熒光穩定、水溶性好、無光閃爍、激發和發射波長可調、生物相容性好、毒性低等優點，在生物傳感和成像示蹤領域展示出廣闊的應用前景。然而，現有的基于碳點制備的納米溫度計其熒光強度大多都是隨著溫度升高而猝滅的，由于生物體系特殊、復雜，這類熒光猝滅型探針容易受到環境的干擾，導致可能產生假陽性信號，不利于細胞內溫度信息的有效、準確傳達。因此，開發一種隨著溫度升高熒光強度增強的碳點對細胞內的溫度進行監測十分必要。

發明內容

本發明基于現有技術的不足，提供了一種增強型黃光碳點及其制備方法，該增強型黃光碳點能夠用于實時檢測細胞內的溫度。

本發明的第一個目的是提供一種增強型黃光碳點的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將檸檬酸和尿素溶于N,N-二甲基甲酰胺中，然后將溶液轉移至反應釜中，在150-180℃條件下反應4-8h，得到碳化混合物；

(2)以二氯甲烷和甲醇的混合溶劑按照二氯甲烷:甲醇體積比為8:1～1:1的比例作為洗脫劑在層析柱中對步驟(1)得到的碳化混合物進行分離純化，具體的，按照二氯甲烷和甲醇體積比從大到小配制的洗脫劑依次對碳化混合物進行分離純化，收集二氯甲烷和甲醇體積比為1:1～2時洗脫得到的溶液，旋蒸除去溶劑后干燥即得到所述增強型黃光碳點。

在本發明的一種實施方式中，步驟(1)中，所述檸檬酸和尿素的摩爾比為0.14-0.4。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)中，利用層析柱進行分離純化時，首先，將步驟(1)所得碳化混合物與一定質量的硅膠粉以及二氯甲烷攪拌均勻后，減壓蒸餾除去溶劑，然后裝柱進行分離純化。

在本發明的一種實施方式中，所述硅膠粉的加入量為所得碳化混合物質量的8～12倍。

在本發明的一種實施方式中，所述二氯甲烷的加入量為所得碳化混合質量的3～5倍。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)中，所述分離純化的過程中，依次洗脫所用的洗脫劑的二氯甲烷和甲醇體積比依次為：7～8:1、5～6:1、3～4:1、1:1～2。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)中，所述分離純化的過程中，洗脫所用的洗脫劑中二氯甲烷和甲醇體積比依次為：8:1、5:1、3:1、1:1～2。