[发明专利]一种荧光碳点及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种荧光碳点及其制备方法和应用，属于荧光纳米材料领域。碳点制备：将丹参、咖啡、尿素加入去离子水中混匀，制得混合液；将得到的混合液转移到水热反应釜中，进行反应；将得到的产物离心除去不溶物，用透析袋透析除去杂质，得到碳点溶液；将得到的碳点溶液冷冻干燥后得到碳点固体。所制得的碳点荧光颜色随浓度的降低呈现出橙色、黄色和蓝色。我们选择黄色荧光碳点用于检测Fe³⁺和L‑AA。当加入Fe³⁺时，碳点的黄色荧光被淬灭，同时碳点溶液颜色由浅黄色变为深棕色。当体系中继续加入L‑AA时，碳点的黄色荧光恢复，并且溶液颜色由深棕色恢复为浅黄色。本发明制得荧光碳点毒性小，可实现荧光法、比色法检测Fe³⁺，以及荧光法、比色法连续检测Fe³⁺、L‑AA。

技术领域

本发明涉及荧光纳米材料，具体涉及一种荧光碳点及其制备方法，以及该碳点在荧光法和比色法检测Fe³⁺和抗坏血酸(L-AA)中的应用。

背景技术

作为碳纳米材料家族的后起之秀，碳点因其良好的生物相容性、低毒性和优异的光学性能而广泛应用于生物成像、化学传感、固态照明、医学诊断和指纹检测等领域。

Fe³⁺作为人体内合成血红蛋白的主要原料之一，在许多生物反应中起到了至关重要的作用。缺铁和过量摄入铁都将对身体有巨大的损伤。同时，L-AA同样作为人体必需摄入物质，对身体健康起着重要的作用。因此，开发一种直观、高效、便捷、省时的检测Fe³⁺和L-AA的分析方法变得越来越重要。

近年来，一些碳点基的Fe³⁺和L-AA荧光探针已见报道。Du等(Du F,Gong X,Lu W,etal.Bright-green-emissive nitrogen-doped carbon dots as a nanoprobe forbifunctional sensing,its logic gate operationand cellular imaging,Talanta,2018,179,554)以邻苯二酚和三乙烯四胺为碳源，通过一步水热法合成氮掺杂碳点，这种碳点的荧光可以被Fe³⁺淬灭，继续加入L-AA之后荧光恢复；Miao等(Miao X,Yan X,Qu D,etal.Red emissive S,N codoped carbon dots and their application in iondetection and theraonostics,Acs Applied MaterialsInterfaces,2017,9,18549)以柠檬酸、硫脲和丙酮为原料制备的红色荧光碳点可以通过荧光淬灭来检测Fe³⁺，进一步通过L-AA恢复碳点荧光来检测L-AA。但是这些方法具有使用有毒试剂，以及无法用于比色法检测，不利于便捷、实时的检测，限制了其更广泛的应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种荧光碳点及其制备方法，所述制备方法原料应绿色环保、制备条件要求低；制得的荧光碳点毒性小，既可用于荧光法、比色法检测Fe³⁺，又可用于荧光法、比色法连续检测Fe³⁺和L-AA。

本发明提供的一种荧光碳点的制备方法，包括如下步骤：

(1)按质量比1:0.2～1:0.2～1:20～40将丹参、咖啡、尿素加入去离子水中混匀，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，用透析袋透析除去杂质，得到碳点溶液；

(4)将步骤(3)得到的碳点溶液冷冻干燥后得到碳点固体。该碳点固体在水溶液中不同的浓度M可发出不同颜色的荧光：当M76.8mg/L时发橙光；M＝38.4～64mg/L时发黄光；M12.8mg/L时发蓝光。