[发明专利]一种明胶碳点及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种明胶碳点及其制备方法和应用。将明胶溶解于水中，加入酶水解得到水解后的明胶溶液，然后将水解后的明胶溶液置于探头超声中反应，反应完毕后的溶液经离心取上清，透析后得到明胶碳点水溶液。与目前明胶碳点的制备方法相比，本发明通过探头超声法制备明胶碳点，具有方法简便，成本低，后处理简单的优点，有效降低生产周期和生产成本，而且无有机溶剂引入，绿色环保。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，尤其涉及一种明胶碳点及其制备方法和应用。

背景技术

碳点，又称碳量子点，相对于传统的半导体量子点，具有低毒、可调节荧光、和可低成本规模化制备的优点，因此具有非常大的应用前景。这种新型的荧光碳材料具有小尺寸，粒径小于20nm，包括碳骨架和大量功能性基团。碳点具有很好的稳定性，同时又具有水分散性和优异的荧光性能，因此，在光电器件、传感、储能、防伪、生物医药等领域都有很大的应用潜力。

明胶是胶原部分水解后的产物，基本组成成分是氨基酸，具有低成本、易加工、生物相容、可降解等优势，在食品和生物医药等领域有较多的应用。由于以上优势，明胶可作为一种原料来制备碳点，但是利用明胶来制备碳点的报道却不多。

现有碳点通常通过水热反应釜高温高压水热法制备，文献已报到的制备明胶碳点的文献也是采用这种方法(CARBON 60(2013)421-428)。但是水热反应釜不利于大批量制备。后来又发展出微波法、超声法、等离子体法等手段制备碳点。其中通过微波法可制备碳点/明胶复合物(CN 105293471 A)。但该专利中微波法制备碳点/明胶复合物的方法后处理耗时较长，而且产物不易将碳点和明胶分离，导致用处有限。

发明内容：

本发明的目的是提供一种明胶碳点及其制备方法，该方法具有方法简便，成本低，后处理简单，无有机溶剂引入，绿色环保的优点；同时，所得明胶碳点具有较好的荧光性能和生物相容性，可用于对细胞进行标记成像。

本发明的明胶碳点，其制备方法如下：

将明胶溶解于水中，加入酶水解得到水解后的明胶溶液，然后将水解后的明胶溶液置于探头超声中反应，反应完毕后的溶液经离心取上清，透析后得到明胶碳点水溶液(透析袋内的液体)。

优选地，所述酶为中性蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶或菠萝蛋白酶中的一种或两种以上。

优选地，所述的酶水解，其温度为40-50℃，pH为4.5-8.5。

优选地，所述的明胶溶解于水，明胶在水中的浓度为10～1000mg/mL，所述的明胶，其与酶用量的质量比为1：0.01-0.1。

优选地，所述的探头超声，其频率为15～25kHz，功率为600-1000W，反应时间为10～50min。

优选地，所述的离心，其转速为10000-15000转/分，时间为20-50min。

优选地，所述的透析，其用到的透析袋截留分子量为500-3000，透析时间为5-12h。

本发明的第二个目的是提供上述明胶碳点在对细胞进行标记成像中的应用。

本发明的第三个目的是提供上述明胶碳点在制备细胞标记成像试剂中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

与目前明胶碳点的制备方法相比，本发明通过探头超声法制备明胶碳点，具有方法简便，成本低，后处理简单的优点，有效降低生产周期和生产成本，而且无有机溶剂引入，绿色环保；

本发明利用探头超声能量更集中更高效的优势，可以将水解后的明胶在局部高温高压下反应制备明胶碳点，相对于普通超声或者微波法只能制备明胶/碳点复合物来讲，所得明胶碳点的用法更加多样，用途更加广泛；