[发明专利]一种发光碳量子点及其制备方法与应用

说明书

本发明属于分子探针技术领域，尤其涉及一种发光碳量子点及其制备方法与应用，以及利用该发光碳量子点检测水溶液中精氨酸的方法，具体为一种以2‑甲氧基‑4‑甲基苯酚和邻苯二胺为原料通过水热方法合成碳量子点及其荧光检测精氨酸的方法，本发明的碳量子点合成的成本低，方法简单，合成的碳量子点不含重金属，毒性低，并且本发明的碳量子点完全水溶，并可在水中检测精氨酸，检测限是78.11µM，在水中的荧光量子产率是6.3%，有很好的光稳定性、抗干扰性，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于分子探针技术领域，尤其涉及一种发光碳量子点及其制备方法与应用，以及利用该发光碳量子点检测水溶液中精氨酸的方法。

背景技术

在构成蛋白质的20种氨基酸中，精氨酸是动物体内可以构成最为多样蛋白质的氨基酸之一，它不仅是蛋白质合成的前体，也是产生一氧化氮、尿素、多胺、脯氨酸、谷氨酸、肌酸和胍丁胺等的前体，另外精氨酸在血管扩张、神经传输、细胞分裂、伤口愈合、免疫功能和激素的释放中起着至关重要的作用，因此受到了科学家的广泛关注，但是，精氨酸的强亲水性以及与受体间的弱相互作用，使其在水溶液中的检测面临很大挑战，目前，只有少数研究报道，利用化学传感器对精氨酸进行检测【Parveen, S.D.S., Affrose, A., Pitchumani,K., 2015. Sens. Actuators B 221, 521–527. He, L.; So, V. L. L.; Xin J. H.;2014. Sens. Actuators B 192, 496–502.】，但复杂的合成过程很大程度上限制了这些传感器的实际应用；本发明专利采用简单的水热合成法制备的一种水溶的发光碳量子点，合成方法简单，并且碳量子点完全水溶。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光碳量子点及其制备方法与应用，以及利用该发光碳量子点检测水溶液中精氨酸的方法，具有合成简单、使用方便、检测灵敏度高的优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种发光碳量子点的制备方法，包括以下步骤：（1）将浓度均为0.8-2.0 mol/L的邻苯二胺、2-羟基-3-甲氧基苯甲醛溶于去离子水中得反应液；

（2）将反应液置于聚四氟乙烯反应釜中以180-220℃的温度加热反应8-10h；

（3）将反应液自然冷却至室温，得到棕黄色溶液；

（4）取棕黄色溶液的上清液放入透析袋中透析，将透析所得的溶液置于冷冻干燥器中干燥18h得到碳量子点。

进一步的，所述步骤（4）中透析使用的透析袋的截留分子量是3500，透析时间24-72小时，每2-6小时换一次水。

进一步的，利用发光碳量子点的制备方法制得的发光碳量子点。

进一步的，发光碳量子点作为荧光探针在pH为6-11的范围内用于检测水溶液中的精氨酸。

进一步的，利用发光碳量子点检测水溶液中的精氨酸的方法，包括以下步骤：

步骤1）取同体积同浓度的精氨酸及不同金属离子或不同阴离子或不同生物小分子溶液，并分别加入相同体积的碳量子点和相同体积的去离子水，得到一系列等体积等浓度的混合溶液，并分别进行荧光强度检测，实现对精氨酸的定性检测；

步骤2）取不同体积的步骤1）中的精氨酸溶液，并分别加入相同体积的碳量子点和不同体积的去离子水制成一系列等体积不同浓度的精氨酸标准溶液，并分别进行荧光强度检测，得到精氨酸标准溶液的荧光光谱图，以每份标准溶液的荧光强度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线并计算线性关系，实现对精氨酸的定量检测。