[发明专利]一种玫红色荧光碳点及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种玫红色荧光碳点及其制备方法与应用。本发明以入侵杂草蟛蜞菊为碳源，采用一步水热或溶剂热法制备得到玫红色荧光碳点。本发明所制备的碳点粒径小而均一，水分散性良好，荧光性能优异，稳定性高、水溶性好、细胞毒性低、生物相容性好。反应条件温和、制备工艺简单易行，绿色经济，且具有变废为宝的特点，符合绿色化学理念。本发明所制备的玫红色荧光碳点，具有长波发射特点，表面官能团丰富，可特异性荧光响应Cu²⁺。本发明所制备的玫红色荧光碳点用作荧光探针，具有制备方法简单，水分散性好，荧光稳定性高，低毒，生物相容性好，在Cu²⁺检测中具有操作简单、灵敏度和选择性高等优点。

技术领域

本发明属于荧光纳米材料技术领域，具体涉及一种玫红色荧光碳点及其制备方法与应用。

背景技术

铜离子(Cu²⁺)作为代表性的重金属离子，在化学、电子、环境和生物等多个领域发挥着重要的作用。铜不仅是一类必需的微量营养素，还是人体中蛋白质的重要组成部分，在许多生理和病理事件中发挥着关键作用。人体的生长和身体机能的运转都离不开铜元素的摄入。体内铜离子(Cu²⁺)的失衡不仅会促进癌症的发展，而且会导致帕金森氏症、威尔氏病以及生物系统的氧化损伤等的发生。同时，不恰当的摄入铜会导致铜中毒，进而引发众多疾病，例如胃肠道疾病和神经系统的紊乱等等。因此，开发一种简单、经济、灵敏的方法用于铜离子检测在食品安全、水质分析和医疗诊断中具有非常重要的意义。荧光检测方法由于其操作简单、灵敏度高、快速响应和可实时监测等特点已经成为检测铜等离子的强大平台。目前，大量的以荧光为基础的传感体系已经被开发，并成功应用于离子和分子等的检测。他们所构建的荧光传感体系是基于各种各样的荧光材料，例如荧光染料，半导体量子点、金属有机骨架、金属纳米簇等。然而这些材料具有一定的毒性，合成路线复杂，成本高等缺陷，这些不足极大地限制了它们的实际可应用性。

荧光碳点(CDs)作为荧光碳纳米材料的新星，具有优异的光致发光特性、良好的光稳定性、低毒性、经济、易于制备等优点，逐渐成为荧光染料和半导体量子点等荧光材料的理想替代材料，并被成功应用于光电设备、光催化、生物传感等领域。目前，用于合成碳点的碳源种类繁多，包括传统化学试剂和生物质材料等。相比于传统化学试剂，生物质材料由于其来源丰富、价格低廉、可再生等特点是绿色合成碳点的有效途径之一，有望实现碳点的规模合成。例如，土豆、草、柚子、牛奶、竹叶等已被成功用于碳点的合成，证明了生物质材料的巨大潜能。然而，目前已开发的碳点主要集中在短波发射区域(蓝光、绿光)，而关于长波发射碳点的制备依然极具挑战。因此，拓展绿色、低成本的生物质材料制备具有长波发射特性的玫红色碳点用于铜离子检测具有极其重要的意义。

发明内容

本发明针对目前长波发射碳点的制备瓶颈，克服现有技术的不足，提供一种具有长波发射特性的玫红色荧光碳点及其制备方法和应用。本发明制备的玫红色荧光碳点不仅具有独特的长波发射特性，良好的光稳定性和水分散性，而且具有制备工艺简单易行、绿色环保等优点。同时，所采用的碳源为绿色生物质材料，来源丰富、可循环再生，符合可持续发展理念。此外，本发明制备的玫红色荧光碳点对铜离子具有高选择性和灵敏度，可进一步用于生物传感中铜离子检测。

为了达成上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种玫红色荧光碳点的制备方法，包括以下步骤：将蟛蜞菊碳化得到玫红色荧光碳点。

优选，将蟛蜞菊通过水热或溶剂热反应得到玫红色荧光碳点。

优选，将蟛蜞菊粉末加入到水溶液或有机溶剂中，然后置于微波合成仪中进行水热或溶剂热反应，过滤，透析，收集透析液，经干燥处理，得到玫红色荧光碳点。

具体步骤如下：将蟛蜞菊粉末按照料液比为1g：5-150mL加入到水溶液或有机溶剂中，搅拌使粉末分散均匀，然后转移至反应罐中并置于微波合成仪中，以4-20℃/min的升温速度升至100-200℃反应0.5-4h，过滤，将所得滤液用透析袋透析24-72h，收集透析液，经干燥处理，得到玫红色荧光碳点。