[发明专利]碳基纳米粒子的制备方法、碳基纳米粒子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体地，本发明涉及一种碳基纳米粒子的制备方法、由该方法制得的碳基纳米粒子以及该碳基纳米粒子的应用。

背景技术

具有荧光性质的碳基纳米材料的发现为合成新型生物医学用荧光材料带来了新的希望。由于碳基纳米材料具有很高的化学惰性，良好的生物相容性，以及很低的细胞毒性，因而使其极有可能在生物医学领域成为以金属元素为基础的荧光量子点的替代材料。

目前，合成碳基纳米粒子的方法主要有激光烧蚀法，热解法，电解氧化法等，但是这些方法普遍存在需要专业的设备、操作方法复杂、制备的碳基纳米粒子存在荧光效率低、稳定性差等问题。

发明内容

本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种碳基纳米粒子的制备方法、由该方法制得的碳基纳米粒子以及该碳基纳米粒子的应用。

一方面，本发明提供了一种碳基纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：

(1)将落叶乔木的叶片进行碳化得到碳源；

(2)将氧化剂加入到碳源中进行氧化反应，随后离心分离得到上层清液；

(3)将上层清液进行过滤，收集滤液；

(4)将滤液进行干燥，得到碳基纳米粒子。

另一方面，本发明提供了一种碳基纳米粒子，其采用上述制备方法制得。

另一方面，本发明提供了碳基纳米粒子在生物分析中的应用。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

本发明的方法以常见的落叶乔木的落叶叶片为原料，在减轻城市垃圾处理负担的同时开发了新型的应用材料。本发明的方法通过低温碳化与酸活化氧化即可得到碳基纳米粒子，工艺简单、条件温和。

本发明的碳基纳米粒子为水溶性荧光碳基纳米粒子，具有接近可见光的最大激发波长，存在至少两种独立的荧光发射位点，且具有良好的酸碱稳定性、光稳定性和离子强度稳定性，从而使其可以广泛应用于生物分析中。

附图说明

图1是白桦和垂柳的叶片的XRD衍射谱图，其中，(a)是白桦的落叶叶片，(b)是垂柳的落叶叶片。

图2是白桦和垂柳的叶片的C_1sXPS谱图，其中，白桦和垂柳的落叶叶片的C_1sXPS谱图基本相同，二者重合，因此仅显示出一条曲线。

图3是透射电镜照片，其中，(a)是Def-CNPs-1的透射电镜照片，(b)是Def-CNPs-2的透射电镜照片。

图4是荧光激发和发射光谱图，其中，ex1和em1分别代表Def-CNPs-1水溶液的激发和发射光谱，ex2和em2分别代表Def-CNPs-2水溶液的激发和发射光谱。

图5显示了以激发谱中的多个激发峰值激发样品得到的结果，其中，(a)是Def-CNPs-1的结果，(b)是Def-CNPs-2的结果。

图6显示了将激发波长从320nm开始每次增加10nm逐次激发Def-CNPs-1样品的结果。

图7显示了将激发波长从320nm开始每次增加10nm逐次激发Def-CNPs-2样品的结果。

图8显示了样品的荧光随溶液pH值的变化情况，其中，(a)是Def-CNPs-1的变化情况，(b)是Def-CNPs-2的变化情况。

图9显示了对样品进行实时荧光测试的结果。

图10显示了样品在不同浓度的氯化钠水溶液中荧光强度的变化，其中，(a)是Def-CNPs-1的结果，(b)是Def-CNPs-2的结果。

图11显示了样品的生物活性检测结果。

图12是样品与空白对照对人胚胎肾细胞的共聚焦显微镜照片，其中，(a)是Def-CNPs-1对人胚胎肾细胞的共聚焦显微镜照片，(b)是Def-CNPs-2对人胚胎肾细胞的共聚焦显微镜照片，(d)是空白对照对人胚胎肾细胞的共聚焦显微镜照片。

具体实施方式

为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。