[发明专利]一种植物源环保荧光碳量子点、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种植物源环保荧光碳量子点、其制备方法及应用，将去离子水与无籽刺梨按质量比为0.5～3进行混合后，加入搅拌机内充分磨碎，获得匀浆，称取20.0～70.0 g匀浆，置于100 ml反应釜内胆中，超声震荡5～20 min，使匀浆内物质充分分散，再采用水热法在140～220℃反应8～24 h获取初步碳点溶液；将初步碳点溶液于12000～20000 r/min超速离心10～30 min，上清液再用针筒式过滤器过滤上清液，获得碳点溶液。本发明平均荧光寿命为4.36 ns，荧光量子产率在15.0～24.8%，荧光量子产率高、制备条件简单而环保、以植物为碳源、生物相容性好且低毒。

技术领域

本发明属于碳纳米材料技术领域，具体涉及一种植物源环保荧光碳量子点，同时还涉及该植物源环保荧光碳量子点的制备方法，及该植物源环保荧光碳量子点在宫颈癌细胞成像中的应用。

背景技术

碳量子点是近几年发展起来的一种具有良好分散性、稳定性高的球形荧光碳纳米材料。其主要是由尺寸为1～10 nm 的Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成，在紫外、可见光和近红外光内，碳量子点可通过单光子和双光子吸收实现荧光激发，同时可给出电子或接受电子产生光致电荷转移。它还具有生物相容性、低毒性以及易得、廉价等优点。因此，在重金属检测、生物荧光探针及催化领域有重要的应用价值。控制碳量子点的尺寸和形貌对其荧光性能和应用拓展非常重要，为拓展碳量子点的荧光性能及应用，对碳量子点的合成方法、荧光强度的改善、颗粒大小的控制以及复合结构的制备进行研究具有重要意义。

目前，荧光碳量子点的合成方法分为化学法和物理法，主要分为自上而下和自下而上。自上而下的方法包括激光辐照法、电弧放电法、超声处理法、电化学氧化法和电化学剥落刻蚀；而自下而上则包括燃烧法、水热法、热解碳化物前驱体法、模板法和微波法等等。与其他方法相比，水热法操作简单，设备要求低，可以设计不同的合成路线和修饰方法，获得粒径稳定且产率高的碳量子点。因此，水热法被广泛用于荧光碳量子点的制备中，但其碳量子点的荧光活性位点少、产率低（大部分小于15%）、选择性等成为发展的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种荧光量子产率高、制备条件简单而环保、以植物为碳源、生物相容性好且低毒的植物源环保荧光碳量子点。

本发明的另一目的在于提供该植物源环保荧光碳量子点的制备方法。

本发明的再一目的在于提供该植物源环保碳量子点在宫颈癌细胞（Hela）中进行细胞成像应用。

本发明的一种植物源环保荧光碳量子点，平均荧光寿命为4.36 ns，荧光量子产率在15.0～24.8%。

本发明的一种植物源环保荧光碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

（1）取无籽刺梨的成熟鲜果实清洗表面并切除宿存花萼和果梗；

（2）将去离子水与无籽刺梨按质量比为0.5～3进行混合后，加入搅拌机内充分磨碎，获得匀浆，称取20.0～70.0 g匀浆，置于100 ml反应釜内胆中，超声震荡5～20 min，使匀浆内物质充分分散，再采用水热法在140～220℃反应8～24 h获取初步荧光碳量子点溶液；

（3）将初步荧光碳量子点溶液于12000～20000 r/min超速离心10～30 min，上清液再用针筒式过滤器过滤上清液，获得荧光碳量子点溶液。

本发明的植物源环保碳量子点在宫颈癌细胞（Hela）中进行细胞成像应用。