一种多功能绿色荧光碳点及其制备方法和应用技术

本发明专利技术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。本发明专利技术工艺简单，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NO

【技术实现步骤摘要】
一种多功能绿色荧光碳点及其制备方法和应用
本专利技术涉及荧光纳米材料，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。
技术介绍
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SYTORNASelect，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。
技术实现思路
本专利技术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。为实现上述目的本专利技术提供的技术方案为：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。所述步骤(2)中水热反应的温度为190～220℃，时间为2～5h。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24h。本专利技术方法制备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。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)制得的多功能绿色荧光碳点具有良好的绿色发光性能，将其用于生物标记、细胞成像，可以避免生物自体荧光的干扰；而且碳点制备原料易得、制备条件要求低。(2)制得的多功能绿色荧光碳点因其稳定性强、毒副作用小、水溶性以及生物相容性好，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。附图说明图1为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点溶液分别在日光灯和波长为420nm激发下的照片图2为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点的透射电镜图和尺寸分布图图3为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点的红外光谱图图4为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点的X射线光电子能谱图图5为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点的紫外吸收光谱图图6为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点在不同激发波长下的荧光发射光谱图图7为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点对NO2-选择性的图图8为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点随NO2-浓度变化的荧光发射光谱图图9为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点标记的HeLa细胞在加NO2-前后的激光共聚焦图图10为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点随pH变化的荧光发射光谱图图11为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点标记的HeLa细胞随pH变化的激光共聚焦图图12为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点分别标记的HeLa细胞、RAW细胞、A549细胞和SAY5Y细胞的激光共聚焦图图13为实施例1制备的多功能绿色荧光碳点在日光灯下随NO2-浓度变化的颜色变化图具体实施方式以下实施例进一步阐述本专利技术的内容，但本专利技术的保护范围不局限于这些实施例。实施例1多功能绿色荧光碳点的制备：(1)将0.24g3,5–二氨基苯甲酸和0.46g柠檬酸加入20mL去离子水中，制得混合液；(2)将(1)得到的混合液转移到水热反应釜中，在220℃下水热反应3h；(3)将(2)得到的产物用离心机以4000r/min转速离心20min除去不溶物得到澄清的溶液，过滤并透析后得到多功能绿色荧光碳点溶液；(4)将(3)得到的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。制备的多功能绿色荧光碳点溶液分别在日光灯和波长为420nm激发下的照片见图1，其中左图为多功能绿色荧光碳点溶液在日光灯照射下的图片，颜色为亮黄色，右图为波长在420nm激发下的图片，颜色为绿色。制备的多功能绿色荧光碳点的透射电镜图和尺寸分布图见图2。制备的多功能绿色荧光碳点的红外光谱图见图3。制备的多功能绿色荧光碳点的X射线光电子能谱图见图4。制备的多功能绿色荧光碳点的紫外吸收光谱见图5。制备的多功能绿色荧光碳点在不同激发波长下的荧光发射光谱图见图6，其中1～13分别是激发波长为350nm、360nm、370nm、380nm、390nm、400nm、410nm、420nm、430nm、440nm、450nm、460nm和470nm激发下的荧光光谱图。实施例2多功能绿色荧光碳点的制备：(1)将0.24g3,5–二氨基苯甲酸和0.46g柠檬酸加入30mL去离子水中，制得混合液；(2)将(1)得到的混合液转移到水热反应釜中，在220℃下水热反应5h；(3)将(2)得到的产物用离心机以4000r/min转速离心20min除去不溶物得到澄清的溶液，过滤并透析后得到多功能绿色荧光碳点溶液；(4)将(3)得到的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。实施例3多功能绿色荧光碳点的制备：(1)将0.24g3,5–二氨基苯甲酸和0.46g柠檬酸加入20mL去离子水中，制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能绿色荧光碳点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(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；/n(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；/n(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；/n(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。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能绿色荧光碳点的制备方法，其特征在于，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。


2.如权利要求1所述的一种多功能绿色荧光碳点的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中3,5–二氨基苯甲酸、柠檬酸和二次水的质量比为1:1.5～2.0:80～170。


3.如权利要求1所述的一种多功能绿色荧光碳点的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：石利红，王倩靓，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西;14