一种具有高荧光量子产率碳量子点的制备方法及其在细胞成像中的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107936965A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201710970061.4(22)申请日2017.10.18(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人丁莉芸林海涛黄俊王星瑞(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人许美红徐晓琴(51)Int.Cl.C09K11/65(2006.01)C01B32/15(2017.01)A61K49/00(2006.01)B82Y20/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图8页(54)发明名称一种具有高荧光量子产率碳量子点的制备方法及其在细胞成像中的应用(57)摘要本发明涉及一种用于检测生物体内一氧化氮浓度的碳量子点荧光探针的制备方法。它为粉末状固体，有极好的水溶性，由柠檬酸和L-半胱氨酸通过微波辅助法合成,其具有极高的量子产率，高达85％以上。其制备方法如下：1)将柠檬酸和L-半胱氨酸分散溶解在去离子水中；2)搅拌、超声分散使其在溶液中分散均匀；3)转移至微波炉中，加热2～8min；4)冷却至室温，加水溶解；5)移至离心机，进行高速离心；5)将离心后获得的液体进行过滤、烘干操作，从而制得碳量子点。所得碳量子点具有高荧光量子产率、良好的化学稳定性、耐光漂白性以及生物兼容性，适用于生物体内的一氧化氮浓度检测。CN107936965ACN107936965A权利要求书1/1页1.一种具有高荧光量子产率碳量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将碳源溶解于水中，得到前驱体溶液；（2）将前驱体溶液进行微波加热反应合成碳量子点，再自然冷却至室温得到深色糊状固体；（3）加水溶解步骤（2）所得糊状固体得到悬浊液；再将悬浊液进行高速离心分离，取上清液，将上清液过滤后，得到碳量子点溶液；（4）将碳量子点溶液干燥后，得到碳量子点。2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述碳源为一水合柠檬酸和L-半胱氨酸。3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中一水合柠檬酸的浓度为0.5~1.5mol/L，L-半胱氨酸的浓度为0.3~1mol/L。4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述微波加热的功率为1300W，微波加热的时间为2~10min。5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述高速离心的转速为9000r/min~10000r/min，离心时间为5~15min。6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，采用针孔过滤器进行过滤，所述针孔过滤器大小为0.22μm。7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述干燥的条件为：真空条件下，干燥温度为30℃~80℃，干燥时间12h~32h。8.权利要求1~7任一所述制备方法制备所得碳量子点在细胞成像中的应用。9.根据权利要求8所述应用，其特征在于，将所述碳量子点作为碳量子点荧光探针，用于检测生物体内一氧化氮浓度，实时监测生物体内细胞图像。2CN107936965A说明书1/4页一种具有高荧光量子产率碳量子点的制备方法及其在细胞成像中的应用技术领域[0001]本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种具有高荧光量子产率碳量子点的制备方法及其在细胞成像中的应用。背景技术[0002]碳元素是人类接触到最早的元素之一，也是地球上最常见的元素之一。地球上构成生命的基本单元氨基酸、核苷酸正是以碳元素为骨架变化而来，在整个人类科学技术发展中，一直受到高度关注。碳原子具有多种电子轨道，可以形成许多不同结构性质的物质，所以碳在自然界中存在着多种同素异形体，如金刚石、石墨、石墨烯、碳纳米管等。碳量子点是2004年，Xu等人在提纯单层碳纳米管时意外发现，引起了一轮新的荧光纳米材料的研究热潮。2006年，Sun等人通过被称为“表面钝化”的方式大幅提高了碳量子点的荧光发射性能，并成为了一种广泛使用的方式。碳量子点一般是类似球形的纳米粒子，包含不定性态或晶态的核心，由石墨烯和氧化石墨烯或带有乱层结构的石墨，通过sp3杂化融合而成，其性质、元素组成因不同的合成方法而不同。目前，对碳量子点荧光机制的解释中，有两种被大量研究人员接受。一种解释认为碳量子点的荧光来源于共轭π键上的带隙跃迁，而另外一种认为是来源于碳量子点复杂的表面缺陷。[0003]碳量子点由于量子限域效应和边缘效应有着较好的荧光特性，其本身就可以作为一种优良的荧光指示剂。同时，由于碳量子点本身的高溶解度和化学稳定性、低细胞毒性、良好的生物相容性以及相较于传统半导体量子点和有机染料良好的耐光漂白的特性，使其在生物成像、纳米医学等领域具有无限的发展潜力。例如，根据碳量子点的特性以及特殊的目的要求，