[发明专利]一种绿色荧光碳点的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米发光材料领域，具体涉及一种绿色荧光碳点。

本发明还涉及上述绿色荧光碳点“由下而上”的制备方法。

本发明还涉及上述绿色荧光碳点在细胞标记中的应用。

背景技术

碳点作为一种新型发光碳纳米材料，与半导体量子点和传统有机染料相比，具有水溶性好、毒性小、荧光强度高且稳定性好，是一种理想的新型荧光标记材料，在生物和医药领域具有重要的应用价值。

目前，荧光碳点的制备方法主要可分为“由上而下”和“由下而上”两类。

“由上而下”方法主要通过激光轰击石墨材料(电化学氧化碳纳米管、石墨等)手段直接将碳材料或碳纳米管粉碎为纳米材料，该类方法往往需要严格的实验条件或特殊的设备。

而“由下而上”方法成本较低且产率高，主要包括直接水热法、微波辅助水热法以及化学合成法等方法由有机前驱体合成碳点。

现有的“由下而上”方法所制备的碳点在紫外光激发下只能发出蓝色荧光。在紫外光激发下能产生绿色荧光的碳点目前只能通过“由上而下”方法获得，但需要复杂的柱层析分离或凝胶电泳分离过程，且所获碳点的产率极低。因此，发展一种“由下而上”的高效制备绿色荧光碳点的方法，对于拓展碳点在生物和医药领域进一步的应用是非常必要的。

发明内容

本发明目的在于提供一种绿色荧光碳点。

本发明的又一目的在于提供一种制备绿色荧光碳点的方法。

为实现上述目的，本发明提供的绿色荧光碳点，是通过下述方法得到：

A)以碳水化合物为碳源，加入至多元醇溶剂中制备混合液；

B)以无机酸作为催化剂，加入到步骤A的混合液中；

C)对步骤B的产物进行微波加热，加热至溶液颜色变为黑棕色但未出现沉淀时停止微波加热；

D)将步骤C的产物经分子截留量为100Da的透析袋进行透析，得到在365nm紫外光激发下发绿色荧光的碳点水溶液。

所述的绿色荧光碳点，其中，碳水化合物为蔗糖，多元醇为一缩二乙二醇或甘油，无机酸为浓硫酸或浓盐酸。

所述的绿色荧光碳点，其中，碳水化合物的质量浓度为10-30％，碳水化合物与多元醇的体积比为1-3∶3-1，无机酸的加入量为20到100μl/L。

本发明提供的制备上述绿色荧光碳点的方法，以多元醇为溶剂，无机酸为催化剂，以碳水化合物为碳源，通过微波加热法制备得到，主要步骤为：

A)以碳水化合物为碳源，加入至多元醇溶剂中制备混合液；

B)以无机酸作为催化剂，加入到步骤A的混合液中；

C)对步骤B的产物进行微波加热，加热至溶液颜色变为黑棕色但未出现沉淀时停止微波加热；

D)将步骤C的产物经分子截留量为100Da的透析袋进行透析，得到在365nm紫外光激发下发绿色荧光的碳点水溶液

所述的制备方法，其中，碳水化合物为蔗糖，多元醇为一缩二乙二醇或甘油，无机酸为浓硫酸或浓盐酸。

所述的制备方法，其中，碳水化合物的质量浓度为10-30％，碳水化合物与多元醇的体积比为1-3∶3-1，无机酸的加入量为20到100μl/L。

所述的制备方法，其中，微波加热是以500-1000W的家用微波炉作为微波源。

本发明提供的绿色荧光碳点可以应用于细胞标记，将培养后的细胞加入含有绿色荧光碳点的培养基进行共孵育。

本发明具有工艺简单、产率高、环境友好等特点。且所制备的碳点在紫外光激发下发出绿色荧光，可直接用于肿瘤细胞标记。

附图说明

图1为本发明制备的绿色荧光碳点在日光和365nm紫外光照射下的照片。

图2为本发明制备的绿色荧光碳点在不同紫外激发波长下的光致发光(PL)谱图，激发波长由340nm至400nm，步长为20nm；谱图中曲线B为340nm，A为360nm，C为380nm。

图3为本发明制备的绿色荧光碳点标记肿瘤细胞的荧光显微镜图。

具体实施方式

本发明的“由下而上”制备方法，是以高沸点的多元醇作为溶剂，以无机酸作为催化剂，以碳水化合物作为碳源，通过微波加热法一步制备得到一种绿色荧光碳点。

本发明的绿色荧光碳点制备方法，其包括以下步骤：

A)以碳水化合物水溶液作为碳源，与多元醇混合；

B)以无机酸作为催化剂，加入步骤A中所述的体系；

C)以微波作为热源，对步骤B中的体系进行加热；