[发明专利]一种胸腺嘧啶修饰的石墨烯量子点及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种胸腺嘧啶修饰的石墨烯量子点及其制备方法与应用。制备时，将碳纤维溶于强酸溶液中，搅拌，超声，制得超声后的碳纤维与强酸的混合溶液，进行加热回流，得回流后的溶液A，再与二次水混合，调节溶液的pH为7‑9，过滤，透析，制得石墨烯量子点溶液；将EDC、NHS加入到石墨烯量子点溶液中，经活化后，再加入乙二胺反应4‑8小时，透析，制得共价修饰了乙二胺的石墨烯量子点溶液；取适量的胸腺嘧啶‑1‑乙酸，溶于水中，加入EDC、NHS，经活化，再加入负载有乙二胺的石墨烯量子点溶液，反应4‑8小时，透析，即可。与现有技术相比，本发明原料便宜易得，可以实时监测汞离子，具有高灵敏度、高选择性，可以用于在水体、医药、食品中检测汞离子。

技术领域

本发明属于荧光探针材料技术领域，涉及一种胸腺嘧啶修饰的石墨烯量子点及其制备方法与应用。

背景技术

荧光纳米材料由于其优秀的性能和广泛的应用，现已受到越来越多的关注。传统的荧光探针由于其具有毒性，且光稳定性不好，因而其应用受到很大制约。量子点是由有限数目的原子组成，三个维度的尺寸都在100纳米(nm)以下的球形或类球形半导体纳米颗粒。量子点的直径一般介于2～20nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，其吸收所有高于其带隙能量的光子后，可以发出荧光。基于量子效应，量子点在太阳能电池，发光器件，光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。石墨烯量子点作为一种新型荧光探针，其具有低毒性、高灵敏度、高选择性、生物相容性好，且对环境污染小，抗光漂白能力强等优点。石墨烯量子点可以在生物、化学、物理等多个领域广泛应用。

汞离子是一种典型的有毒的重金属离子，可以造成大脑损伤，肾脏衰竭，心脏和神经系统不可逆转的损伤。在1956年，日本爆发的水俣病就是由于生物体中汞离子富集引起的。重金属污染已经成为目前环境监测必不可少的一部分，做好环境、食品、医药等领域中的重金属检测工作，对于维护人类健康以及保护良好的生态环境有非常重要的意义。

授权公告号为CN 104477900 B的中国发明专利公开了一种微波法制备多色荧光石墨烯量子点的方法，以碳材料为反应原料，通过两步反应得到产物。步骤1，将碳材料分散在水、浓硝酸和浓硫酸的混合液中加热氧化，再将所得到混合液分散于水中，经过中和、脱盐和干燥得到氧化碳材料。步骤2，将步骤1得到的氧化碳材料超声分散于N,N-二甲基甲酰胺中，所得分散液置于微波中反应后，再进行过滤、脱溶、重新分散和透析，得到石墨烯量子点。控制步骤1中水、浓硝酸和浓硫酸的比例和步骤2中微波反应的条件，可得不同荧光颜色的石墨烯量子点。本发明与上述专利制备的材料不同，上述专利采用微波辅助法制备石墨烯量子点。而本发明侧重点在于石墨烯量子点的功能化修饰和应用。本发明采用碳纤维为原料，通过硫酸、硝酸氧化碳纤维，在这个过程中会引入大量的含氧官能团，这些在C-C晶格上呈线性排列的官能团会使碳纤维层间距增大，使其易于沿锯齿方向断裂，通过碳纤维的裂解得到GQDs。接着，通过在GQDs上共价修饰乙二胺引入氨基，最后利用氨基与胸腺嘧啶-1-乙酸上的羧基反应形成酰胺键而制得胸腺嘧啶修饰的石墨烯量子点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有良好的光稳定性，抗光漂白性好，灵敏度高的胸腺嘧啶修饰的石墨烯量子点。

本发明的另一个目的就是提供上述胸腺嘧啶修饰的石墨烯量子点的制备方法。

本发明的再一个目的就是提供上述胸腺嘧啶修饰的石墨烯量子点的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种胸腺嘧啶修饰的石墨烯量子点的制备方法，该方法是通过酰胺键将胸腺嘧啶-1-乙酸连接到石墨烯量子点上，具体包括以下步骤：

步骤(1)：将碳纤维溶于强酸溶液中，充分搅拌，超声，制得超声后的碳纤维与强酸的混合溶液；

步骤(2)：将步骤(1)制得的超声后的碳纤维与强酸的混合溶液进行加热回流，得回流后的溶液A；