[发明专利]一种硫掺杂双发射荧光碳点及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种硫掺杂双发射荧光碳点及其制备方法和应用，属于荧光纳米材料领域。碳点制备步骤：将茜素红和柠檬酸溶于二次水中并装入水热反应釜中，进行水热反应；得到的产物离心除去不溶物，用透析袋透析除去杂质，得到澄清的硫掺杂双发射荧光碳点溶液，冷冻干燥后得到硫掺杂双发射碳点。本发明工艺简单，制备条件要求低；而且制得的硫掺杂双发射荧光碳点毒性小、荧光量子产率高。制得的双发射荧光碳点作为比率荧光和比色双信号纳米传感器可用于水溶液中和细胞中高选择性、高灵敏度的连续检测Al³⁺和F^‑。此外，制得硫掺杂双发射荧光碳点还可制作成试纸用于连续检测Al³⁺和F^‑。

技术领域

本发明涉及荧光纳米材料，具体涉及一种硫掺杂双发射荧光碳点及其制备方法，以及硫掺杂双发射荧光碳点在连续检测Al³⁺和F^-中的应用。

背景技术

碳点是2004年美国克莱蒙森大学Xu等(J.Am.Chem.Soc.,2004,126,12736-12737)在研究碳纳米管时意外发现的一种以碳为骨架结构的发荧光的碳纳米材料。作为新兴的荧光碳纳米材料，碳点在化学/生物传感、生物成像、药物传递和光催化等方面具有独特的优势。

碳点的制备方法目前主要通过自上而下和自下而上方法合成。自上而下法是指使用电弧放电、激光烧蚀和电化学方法从较大的碳结构剥落制备碳点。自下而上法是指热解或碳化合适的前驱体直接合成碳点，包括水热法、溶剂热法、超声法、高温热解法和微波法。

目前，绝大多数碳点基荧光探针是基于单波长荧光强度的变化，很容易受到许多不可避免因素(如光源强度波动、仪器灵敏度、探针分布不均匀)的影响而使检测精度降低。碳点基比率荧光探针是通过测量探针材料两个不同波长处的荧光强度，以其比值作为信号参量来测定目标物，从而可以对环境干扰进行自校准，提高检测的准确度和灵敏度。因此，构建碳点基比率荧光探针在化学/生物传感领域具有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种硫掺杂双发射荧光碳点及其制备方法，该方法原料简单、制备条件要求低，制得的硫掺杂双发射荧光碳点毒性小、荧光量子产率高、水溶性以及生物相容性好，可用于比率荧光、比色和纸基连续检测Al³⁺和F^-中。

为实现上述目的本发明提供的技术方案为：

一种硫掺杂双发射荧光碳点的制备方法，包括如下步骤：

(1)按质量比1:9.5～10.5:350～850将茜素红和柠檬酸加入二次水中，制得混合液；

(2)将步骤(1)得到的混合液转移到水热反应釜中，进行水热反应；

(3)将步骤(2)得到的产物离心除去不溶物，用透析袋透析除去杂质，得到澄清的硫掺杂双发射荧光碳点溶液；

(4)将步骤(3)得到的硫掺杂双发射荧光碳点溶液冷冻干燥后得到目标硫掺杂双发射荧光碳点。

所述步骤(1)中茜素红、柠檬酸和二次水按质量比为1:10:400～800。

所述步骤(2)中水热反应的温度为180～220℃，时间为2～7h。

所述步骤(3)中的透析是用截留分子量为500～1000Da的透析袋透析12h。

本发明方法制备的硫掺杂双发射荧光碳点可用于比率荧光、比色和纸基连续检测Al³⁺和F^-中。

与现有技术相比，本发明的优点在于：