[发明专利]一种荧光碳量子点及应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米检测和高分子化学技术领域，具体涉及一种荧光碳量子点及其在检测TNP及细胞内成像方面的应用。

背景技术

近几年，碳量子点作为新型的荧光纳米材料，具有许多优良的性质：良好的光稳定性、好的水溶性、无光泛眼、上转换荧光性质和好的生物相容性等。因此，荧光碳量子点有广泛的应用前景，包括生物成像、传感、药物传递和光催化等。相比于之前的碳纳米材料，碳量子点具有独特的发光性能。尤其是传感器方面，比如用于DNA和亚硝酸盐的生物传感，以及用于磷酸盐、葡萄糖、α-胎蛋白、金属离子传感的传感器或是爆炸物的检测。由于硝基芳香爆炸物是造成水污染的严重污染源并且是国家安全的潜在威胁，所以能够快速有选择性的检测出硝基芳香爆炸物是对于国土安全的潜在威胁和环境的一个重要主题。

2，4，6-三硝基苯酚别名苦味酸，又被称为黄色炸药，长期受2，4，6-三硝基苯酚污染的人员的皮肤、牙齿、发、甲均可出现黄染，可患增生性皮炎、咽炎、中耳炎等疾病，2，4，6-三硝基苯酚对水生生物均有致毒作用，进入环境可使水质色、嗅、味发生变化，并影响地面水的自净过程。2，4，6-三硝基苯酚（TNP）是全世界首例研发出的硝基芳香化合物具有强的爆炸性，安全系数较低。由于硝基芳香化合物结构相似，难以区分限制了在实际当中的应用。因此发展快速、简单、高选择性灵敏度检测TNP是十分迫切的。最近，很多文章报道不同探针检测分析硝基芳香化合物，特别是TNP。例如，苏和他的团队制备了BSA功能化的CuInS₂量子点作为近红外荧光探针检测TNP [Liu S. Y., Shi F. P., Chen L. and Su X. G., Talanta, 2013, 116, 870-875]。Huang和他的团队使用Tb掺杂的碳量子点高效选择检测TNP，在水溶液中的检测线为200 nM [Chen B. B., Liu Z. X., Zou H. Y. and Huang C. Z., Analyst, 2016,141, 2676-2681]。Ghosh和他的团队使用多孔金属有机框架UiO-68@NH₂检测TNP，水中检测浓度低至0.4 ppm [Nagarkar S. S., Desai A. V., Samanta P. and Ghosh S. K., Dalton Trans., 2015, 44, 15175-1518]。在这些方法中，由于比色法方便观察并且不需要太复杂的设备从而得到了广泛的应用。此外，荧光法在很多环境下同样具有独特的优点。

碳量子点经常用于细胞成像时的着色探针。碳是构成生物分子的基本骨架，因此比其他的纳米材料有更好的生物相容性并不稀奇。然而一些功能化的纳米材料尺寸较大或毒性的影响限制了它们的应用。于是，小尺寸无毒的材料是被渴望的。近日，一些研究表明将叶酸嫁接到材料上可有助于材料靶向细胞，进而实现在细胞内成像的效果[Song Y. C., Shi W., Chen W., Li X. H. and Ma H. M., J. Mater. Chem., 2012, 22, 12568-12573]。

发明内容

本发明的目的是提供一种裸眼即可检测TNP，且灵敏度高、特异性强、检测限低，还可用于细胞成像的荧光碳量子点。

一种荧光碳量子点，它是由下述方法制备的：

将1-2g柠檬酸和2-4g尿素放入反应釜中，加入10-15mL二甲基甲酰胺，混合，封闭反应釜，将混合物加热至150-180°C，反应4-6h后，得到的棕色溶液，冷却到室温，加入50mg/mL的NaOH溶液20-30mL，混合搅拌1min后，离心，收集沉淀，再溶解到水中，离心，重复两次，沉淀物冷冻干燥，得到黑色固体粉末，即荧光碳量子点；

所述的柠檬酸为1g，尿素为2g，二甲基甲酰胺为10mL，NaOH溶液20mL；

所述的混合物加热至160°C；反应6h；

所述的离心速度为16000r/min，时间10min。

一种荧光碳量子点在检测TNP的应用。

一种荧光碳量子点在细胞成像方面的应用。

一种细胞成像试剂，它包括上述的一种荧光碳量子点和叶酸。