[发明专利]一种多功能绿色荧光碳点及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种多功能绿色荧光碳点及其制备方法和应用，属于荧光纳米材料制备领域。碳点制备步骤：将3,5–二氨基苯甲酸和柠檬酸溶于二次水中并转移到水热反应釜中进行水热反应；得到的产物离心除去不溶物，透析除去杂质，得到多功能绿色荧光碳点溶液，冷冻干燥后得到多功能绿色荧光碳点。本发明工艺简单，制备条件要求低；而且制得的多功能绿色荧光碳点毒性小、荧光量子产率高。制得的多功能绿色荧光碳点可应用于细胞中NO₂^‑检测、pH传感和核仁靶向及水溶液中NO₂^‑比色识别。

技术领域

本发明涉及荧光纳米材料，具体涉及一种多功能绿色荧光碳点及其制备方法，以及将多功能绿色荧光碳点应用于细胞中NO₂^-检测、pH传感和核仁靶向及水溶液中NO₂^-比色识别。

背景技术

2004年，Xu等(J.Am.Chem.Soc.,2004,126,12736-12737)首次报导在分离纯化单壁碳纳米管时意外发现了碳点。2006年，Sun等(J.Am.Chem.Soc.,2006,128,7756-7757)利用激光刻蚀法，经表面钝化，合成出了性能优异的荧光碳点。自此之后，碳点由于具有可调的荧光、出色的光稳定性、良好的水溶性、低的毒性和极好的生物相容性等特性而成为了传统半导体量子点的良好替代物。

当NO₂^-通过食物进入人体后，会与血液中的血红蛋白结合形成高铁血红蛋白，降低血液运输氧的能力，引起组织缺氧。此外，NO₂^-还会与胃中的酰胺和仲胺反应产生亚硝胺，诱发癌变和高血压。因此，监测NO₂^-对人体健康非常重要。人体内pH值的变化会影响许多细胞器的功能，甚至可能导致生物体产生多种疾病，如癌症、神经系统疾病、老年痴呆症和炎症等。因此，实时动态检测pH对人体具有重要的意义。传统的用来检测NO₂^-和pH方法有很多，但这些方法存在着设备昂贵、预处理繁琐、操作复杂等缺点。因此，开发一种经济、简单、快速地检测NO₂^-和pH的方法显得尤为迫切。

核仁是细胞的重要组成部分，与细胞生长、细胞周期调节、细胞增殖和应激反应等生命活动密切相关。核仁大小和数量的变化通常作为一些疾病的诊断指标。因此，监测核仁的变化在医学上是非常重要的。目前商业化的核仁探针只有SYTO RNASelect，它存在成本高、储存条件复杂等缺点。因此，开发低成本、储存方便的核仁染色试剂受到了极大关注。

发明内容

本发明目的在于提供一种多功能绿色荧光碳点及其制备方法，该方法应原料易得、制备条件要求低，制得的多功能绿色荧光碳点毒性小、荧光量子产率高、水溶性以及生物相容性好，其可用于细胞中NO₂^-检测、pH传感和核仁靶向以及水溶液中NO₂^-比色识别。

为实现上述目的本发明提供的技术方案为：

一种多功能绿色荧光碳点的制备方法，包括如下步骤：

(1)按质量比1:1.5～2.5:50～200将3,5–二氨基苯甲酸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得到澄清的溶液，用透析袋透析除去杂质，得到多功能绿色荧光碳点溶液；

(4)将步骤(3)得到的多功能绿色荧光碳点溶液冷冻干燥后得到目标多功能绿色荧光碳点。

所述步骤(1)中3,5–二氨基苯甲酸、柠檬酸和二次水按质量比为1:1.5～2.0:80～170。