[发明专利]一种具备光激发活性氧产生性能的碳纳米点及其制备方法

说明书

本发明公开一种具备光激发活性氧产生性能的碳纳米点及其制备方法，具备光激发产生活性氧特性的硅掺杂碳纳米点的制备方法，属于碳纳米材料（碳点）的制备技术领域，本发明利用多巴胺和3‑氨基丙基三乙氧基硅烷的混合溶液在60℃的温度下制备碳点水溶液，通过透析纯化得到硅掺杂的碳纳米点。本发明首先发现在中温条件下可合成均一、荧光强度高且具备光激发活性氧产生特性的碳纳米点，在生物成像、传感中有着重要的应用前景。所述合成方法简单、成本低、在普通实验室均可以完成制备。

技术领域

本发明属于碳纳米材料制备技术领域，具体涉及一种利用多巴胺和3-氨基丙基三乙氧基硅烷通过水浴加热制备光激发活性氧产生性能的碳纳米点的方法。

背景技术

癌症是危害人类健康的重大疾病之一。近几十年来，人们一直致力于对肿瘤的早期诊断和治疗。继传统的手术、放疗、化疗的基础上，发展了许多新兴的抗肿瘤疗法，如基因疗法、光动力疗法等。光动力疗法是近年发展起来的一种新型的癌症治疗方法。它将无毒性的光敏物质注入肿瘤组织后，用特定波长的光照激发光敏剂，光敏剂形成对细胞造成伤害的活性氧，从而在肿瘤组织内部产生破坏。这种方法避免治疗对正常组织的伤害，并且手术创伤小，能避免耐药性的发生。

光敏剂是光动力治疗的重要的基本要素，目前常用卟啉衍生物、金属酞菁配合物等作为光敏剂。光动力治疗的应用往往受到有机光敏剂在水中的分散差，光稳定性差，易发生光漂白，以及穿透深度有限等缺点的限制。随着纳米材料技术的发展，一些新型的纳米光敏剂，如CdSe半导体量子点、富勒烯及其复合物（J Am Chem Soc, 1993, 115, 7918-7919.）碳纳米管、石墨烯等碳材料（Biomaterials, 2017, 120, 185-194）应运而生。开发新型性能优异、暗毒性低、合成方法简单的纳米光敏剂仍然是目前研究的热点。

碳基纳米点，是新型的碳纳米材料，具有光学性能优异，生物毒性小的特点，在光成像以及催化领域得到一些重要应用。碳纳米点荧光发光机制还没有得到完全一致的认识。或认为由表面态，即碳纳米点表面存在能量势阱引起（Acs Nano, 2016, 10, 484-491）；或由尺寸效应，即粒径大小决定发光性能；或由于sp²/sp³混合结构产生特定带隙引起荧光（Nano Research, 2015, 8, 355-381）。目前尚未见文献报道碳纳米材料有光激发活性氧产生的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种由多巴胺和3-氨基丙基三乙氧基硅烷制备的具有光激发活性氧产生性能的碳纳米点及其制备方法。

具体步骤是：称取多巴胺固体5mg溶于5mL蒸馏水，在该溶液中依次加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷5mL，40mL蒸馏水和5mL氨水，将上述溶液置于100 mL圆底烧瓶中，混合均匀，放入长条形磁力搅拌子，将圆底烧瓶置于加热式磁力搅拌水浴锅中，60℃避光反应16小时；随后静置冷却至室温后，将所得到的淡黄色液体过0.22 µm微孔滤膜，滤液在常温避光条件下采用500-1000截留分子量的透析袋透析24小时，每8小时换一次超纯水透析液，将透析后得到的溶液在60℃下旋蒸浓缩后，冷冻干燥24小时，得到粉末状的碳纳米点。

本发明的方法克服了现有光敏剂制备方法复杂、成本高的缺点，通过多巴胺和3-氨基丙基三乙氧基硅烷两种简单原料，利用水浴加热合成具备光激发活性氧产生性能的碳纳米点。本发明所制备的碳纳米点在水中溶解度好，且同时具备荧光发射和光激发产生活性氧的性能，在生物成像、传感中有着重要的应用前景。

附图说明

图1是本发明的实施例1制得的碳纳米点的紫外可见吸收光谱Ⅰ以及荧光激发光谱Ⅱ、发射光谱Ⅲ。插图a为碳纳米点水溶液在自然光激发下的光学照片和插图b为碳纳米点水溶液在紫外光激发下的光学照片；