本发明专利技术属于先进材料技术领域，涉及发光及抗菌材料，具体涉及一种碳点基纳米酶及其制备方法与应用。将有机酸亚铁盐与含氮盐酸盐按照质量比为1:0.05～3混合均匀，加热至160～240℃进行固相反应1～10h，即得；其中，所述含氮盐酸盐的化学结构式为RCH<subgt;2</subgt;CH<subgt;2</subgt;NH<subgt;2</subgt;<supgt;.</supgt;HCl，R为‑NH<subgt;2</subgt;、‑OH或‑SH；所述有机酸亚铁盐为甘氨酸亚铁和/或富马酸亚铁。本发明专利技术提供的碳点基纳米酶催化活性好、荧光强、稳定性好、抗菌能力强，其制备方法快速简单，反应物廉价易得。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于先进材料，涉及发光及抗菌材料，具体涉及一种碳点基纳米酶及其制备方法与应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、碳点是一种小于10nm的超小尺寸的0维纳米材料，由于其优异的亲水性、稳定性、光学性能、低毒性能，良好的生物相容性，且表面容易功能化，是最具有前景的新一代碳纳米材料。然而，由于碳点结构内部电子传递效率较差，导致其催化效率有限，现有技术中制备出的碳点不具有明显的抗菌活性。纳米酶是通过模拟天然酶的催化位点或掺杂酶促反应必需元素而获得的具有类酶活性的纳米颗粒。纳米酶具有催化活性高，稳定性好、成本低、易于修饰等优点，在抗菌方面备受关注，但由于纳米酶没有优异的光学性能，限制了其进一步应用。因此，将碳点和纳米酶两者的性能结合，为开发具有优异催化性能的纳米酶提供了更多可能性。据专利技术人研究了解，目前将碳点和纳米酶结合的技术为，将钼酸铵与抗坏血酸通过水热法，200℃加热12h，所得的碳点基纳米酶虽有类酶活性，但该产物不仅量子产率低，蓝色荧光弱，且制备方法反应时间长，制备条件复杂，再者，该产物难以应用于抗菌方面。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种碳点基纳米酶及其制备方法与应用，本专利技术提供的碳点基纳米酶催化活性好、荧光强、稳定性好、抗菌能力强，其制备方法快速简单，反应物廉价易得。
>2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：3、一方面，一种碳点基纳米酶的制备方法，将有机酸亚铁盐与含氮盐酸盐按照质量比为1:0.05～3混合均匀，加热至160～240℃进行固相反应1～10h，即得；
4、其中，所述含氮盐酸盐的化学结构式为rch2ch2nh2.hcl，r为-nh2、-oh或-sh；所述有机酸亚铁盐为甘氨酸亚铁和/或富马酸亚铁。
5、本专利技术中采用甘氨酸亚铁和/或富马酸亚铁等有机酸亚铁盐作为反应原料，首先，能够使得制成的碳点中掺杂亚铁离子，亚铁离子作为活性位点为碳点带来纳米酶活性，其次，与其他亚铁有机物(如乙酸亚铁)相比，制备条件不苛刻，廉价易得。另外，与葡萄糖酸亚铁相比，化合物结构相对简单，制成的碳点基纳米酶能够更好的使亚铁离子裸露，从而保证纳米酶活性。
6、经过研究发现，在采用甘氨酸亚铁和/或富马酸亚铁等有机酸亚铁盐作为反应原料的前提下，制成具有荧光的碳点比较困难，在前期研究中，本专利技术采用乙二醇、盐酸胍等与甘氨酸亚铁和/或富马酸亚铁等有机酸亚铁盐进行反应制备的碳点基纳米酶也不具有荧光，经过进一步实验意外地发现，当甘氨酸亚铁和/或富马酸亚铁等有机酸亚铁盐与含氮盐酸盐在160～240℃的条件下固相反应1～10h，可以获得具有强荧光的碳点基纳米酶，不仅存在荧光性能而且存在类酶活性，并且具有较强的抗菌能力。
7、另一方面，一种碳点基纳米酶，由上述制备方法获得。
8、第三方面，一种上述碳点基纳米酶在细胞成像中的应用。
9、第四方面，一种上述碳点基纳米酶在杀菌中的应用。
10、本专利技术的有益效果为：
11、(1)本专利技术利用甘氨酸亚铁和/或富马酸亚铁等有机酸亚铁盐和化学结构式为rch2ch2rnh2.hcl的含氮盐酸盐进行固相合成能够获得性能更高的碳点基纳米酶，其制备过程迅速，无溶剂消耗，能耗低，污染小，解决了水热法制备碳点基纳米酶材料存在的反应时间长、制备条件复杂等问题。采用固相碳点基纳米酶的合成方法，操作简便、成本低、实用性强、无需任何溶剂的参与，摆脱了对反应溶剂的依赖，适于大量生产和工业推广。
12、(3)本专利技术在rch2ch2nh2.hcl的含氮盐酸盐的选择范围内，通过不同种类含氮盐酸盐的选择，能够获得荧光强的碳点基纳米酶材料，从而能够应用于荧光成像。
13、(2)本专利技术在rch2ch2nh2.hcl的含氮盐酸盐的选择范围内，通过不同种类含氮盐酸盐的选择，能够获得不同催化活性的碳点基纳米酶材料，从而能够应用于抗菌应用。
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【技术保护点】
1.一种碳点基纳米酶的制备方法，其特征是，将有机酸亚铁盐与含氮盐酸盐按照质量比为1:0.05～3混合均匀，加热至160～240℃进行固相反应1～10h，即得；
2.如权利要求1所述的碳点基纳米酶的制备方法，其特征是，有机酸亚铁盐和乙二胺盐酸盐的质量比为1:0.1～2；
3.如权利要求1所述的碳点基纳米酶的制备方法，其特征是，将有机酸亚铁盐与含氮盐酸盐混合的方式为研磨。
4.一种碳点基纳米酶，其特征是，由权利要求1～3任一所述的制备方法获得。
5.如权利要求4所述的碳点基纳米酶，其特征是，所述碳点基纳米酶为球形结构，尺寸为2～5nm。
6.如权利要求4所述的碳点基纳米酶，其特征是，激发波长为420～450nm，发射波长为490～520nm；激发波长优选为430～445nm；发射波长优选为500～510nm。
7.一种权利要求4～6任一所述的碳点基纳米酶在细胞成像中的应用。
8.如权利要求7所述的碳点基纳米酶在细胞成像中的应用，其特征是，将所述碳点基纳米酶作为染色剂对细胞进行培养。
9.一种权利要求4～6任一所述的碳点基纳米酶在杀菌中的应用。
10.如权利要求9所述的碳点基纳米酶在杀菌中的应用，其特征是，所述杀菌为饮用水处理过程中的杀菌；
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【技术特征摘要】
1.一种碳点基纳米酶的制备方法，其特征是，将有机酸亚铁盐与含氮盐酸盐按照质量比为1:0.05～3混合均匀，加热至160～240℃进行固相反应1～10h，即得；
2.如权利要求1所述的碳点基纳米酶的制备方法，其特征是，有机酸亚铁盐和乙二胺盐酸盐的质量比为1:0.1～2；
3.如权利要求1所述的碳点基纳米酶的制备方法，其特征是，将有机酸亚铁盐与含氮盐酸盐混合的方式为研磨。
4.一种碳点基纳米酶，其特征是，由权利要求1～3任一所述的制备方法获得。
5.如权利要求4所述的碳点基纳米酶，其特征是，所述碳点基纳米酶为球形结构，尺寸为2～5...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨升宏，李子涵，魏华，张玉潼，孙鑫宇，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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