[发明专利]一种以鸡蛋为前驱物微波法制备荧光碳量子点的方法

说明书

一种以鸡蛋为前驱物制备荧光碳量子点的方法，属于荧光碳量子点制备领域。采用天然生物物质鸡蛋作为碳源，使用蛋清分离器分离蛋黄与蛋白，分别通过微波法制得水溶性的荧光碳点。本发明原料易取，成本低廉，合成步骤简单，快速获取，操作方便，可实现大规模生产，绿色环保，无需添加有毒化学试剂。研究结果表明获得的荧光碳量子点水溶性好、荧光强度高，在细胞成像、生物标记、催化工程和生物传感器、疾病监测与预防等方面表现出广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于荧光碳量子点制备领域，具体涉及一种以鸡蛋为前驱物微波法制备荧光碳量子点的方法。

背景技术

碳元素构成了生命体的基本结构单元，例如氨基酸、多糖、蛋白质等，由此可以说明碳元素在生物体内有良好的生物相容性和生物安全性。2004年Xu等人，在分离和纯化单壁碳纳米管的过程中偶然发现了碳纳米粒子，并他们在后期的研究中不断探索纳米粒子的荧光性质试图去发展一种新兴的荧光纳米材料。2006年Sun等人，首次命名了这种荧光碳纳米粒子为碳量子点(Carbon Dots，CDs)，并且提出了通过表面纯化的方法可以有效的增强荧光碳量子点的荧光发射强度。碳点，是指尺寸一般在10nm以下的碳纳米颗粒。因其表面带有丰富的功能团，如-OH，-COOH，C＝O等亲水性基团，而具有良好的水溶性。经过近十年对碳量子点的研究，碳量子点的制备方法一般总结为两种，分别为自上而下法，自下而上法。具体主要有燃烧/高温法、水热法、强酸氧化方法、微波法、溶液化学合成法、等离子体合成法等。然而这些方法通常都会以有机碳化合物作为碳源，合成条件苛刻，步骤繁琐，并且在合成碳量子点的过程中会添加有毒试剂。

因而研究者们一直在探索用绿色环保、低成本、来源广泛的碳源来合成碳量子点，并且已经取得一些成绩，例如使用干草、咖啡、柚子皮、橙汁等作为前驱物成功制备出碳量子点。但是这些来源制备的碳量子点存在一些缺陷。例如，发射波长较短，量子产率低，水溶性差、荧光强度低等，限制了碳量子点更大的应用。鸡蛋中的蛋白与蛋黄含有大量的蛋白质，主要是卵白蛋和卵黄磷蛋白，此外含有大量对人体有益的成分：维生素A、维生素D、铁、磷、硫和钙等矿物质。本发明选用来源广泛、廉价易得的天然生物质鸡蛋作为前驱物，实现简单大规模快速地合成水溶性好、光稳定性好，并且有望用于细胞标记和细胞成像。

发明内容

本发明针对传统量子点的合成产率低、光稳定性差、荧光强度弱的缺点，以鸡蛋的蛋白与蛋黄分别作为碳源，采用微波法制备碳量子点，该方法简化操作流程，制备出高产率、光稳定性强、水溶性好、荧光强度高的荧光碳点，并对此碳量子点的荧光特性进行系统研究。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

以鸡蛋为前驱物制备荧光碳量子点的方法，所述方法为微波法。具体制备步骤如下：

步骤一：使用蛋白分离器来分别获得一定量的蛋白与蛋黄，分别搅拌均匀，放入加热功率500～1000W的微波炉中，加热时间为20～40min，溶液颜色发生改变，由液体变至黑棕色固体，冷却至室温；

步骤二：将黑棕色固体进行研磨，与去离子水进行混合搅拌2～3d，再在离心速率为2000～22000r/min进行差速离心，离心10～40min，取上层清液，在滤膜的孔径为0.22μm情况下进行抽滤，获得清液；

步骤三：使用透析袋的截留分子量为1000～14000Da，对清液进行透析3～6天。最后在-20℃～-60℃条件下进行冷冻干燥2～3天，得到碳量子点粉末。

本发明对于现有技术的有益效果：采用天然生物质鸡蛋作为前驱物，来源广泛、廉价易得、方法简单易行、安全方便、绿色环保，无需添加有毒化学试剂，可以实现简单快速地大规模合成荧光强度高、发光稳定性好、水溶性好的荧光碳量子点。

附图说明

图1是实施例1制备的荧光碳点在不同激发波长下的荧光光谱图；

图2是实施例1制备的荧光碳点的紫外吸收光谱图；