CN101884620B - 负载量子点的活性炭颗粒及其制备方法和用途 - Google Patents

负载量子点的活性炭颗粒及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种负载量子点的活性炭颗粒及其制备方法和用途，所述颗粒为以活性炭为核，以量子点为壳的纳米复合粒子，所述的活性炭的粒径大小在30nm～1μm之间，所述的量子点是通过静电吸附作用附着在活性炭表面的，制备方法可通过将量子点直接加入与其电性相反的活性炭中混合，或以在活性炭表面修饰正电荷高分子，通过逐层静电吸附的方法将负电荷量子点负载到活性炭上形成复合粒子。优点是：所获得的复合粒子具有光动力治疗、光致热疗，染色、成像等多重功能，并可以降低量子点的毒性，还有可能改变量子点在体内的代谢途径和速率，从而提高量子点在医学领域的应用前景。

Description

负载量子点的活性炭颗粒及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于材料和生物医学领域，涉及量子点的应用，尤其是一种负载量子点的活性炭颗粒及其制备方法和用途，使量子点附着在活性炭上，在降低量子点的毒性及改变量子点在体内代谢途径和速率的同时，发挥量子点和活性炭的双重功能。
背景技术
活性炭和量子点在生物医学中均有重要的用途。
活性炭具有强烈的吸附性能，可以负载药物，具有缓释药物的功能。活性炭还可以作为染色剂，比如在肿瘤前哨***活检中用于***的示踪。此外，活性炭在激光照射下，能迅速发热，可用于肿瘤的热疗。活性炭的生物相容性好，几乎无毒性，可用于临床。
对于量子点，它是一类重要的无机荧光染料。同时，量子点也是一种有重要应用前景的治疗试剂，可以用于疾病的光动力治疗。
量子点可以在水相中合成，也可以在有机相中合成。
如在水相中合成CdTe量子点，可以将巯基乙酸或巯基丙酸与氯化镉水溶液混合，在pH8～12的条件下，向氯化镉溶液中滴加NaHTe水溶液，加热搅拌，即可得到CdTe量子点。
再如在有机相中合成CdTe量子点，可以将二甲基镉、Te粉与正三基氧磷形成的复合物、三辛基氧化磷的混合液于230～360℃高温下反应，即可得到由三辛基氧化磷包覆的CdTe量子点，用甲醇洗涤，获得的CdTe量子点保存在正己烷溶液中；或以氧化镉、油酸以及Te粉和正三基氧磷在石蜡油中加热反应来获得量子点。
此外，量子点沉淀，特别是褐色和黑色量子点沉淀，在激光照射下同样可以迅速发热，能用于肿瘤的光致热疗。可见，量子点沉淀尤其是棕色、褐色和黑色量子点沉淀在光照下，可以进行光动力治疗和光致热疗。
然而，量子点含有重金属，特别是常用的量子点如CdSe、CdTe以及CdSe/ZnS、CdTe/ZnS、CdTe/CdS、CdTe/CdSe等含Cd量子点毒性较大，在体内清除率慢，这些量子点释放的重金属Cd是一类致癌物，在体内清除的半衰期长达15年。
因此有必要寻找一种途径可有效吸附量子点及其释放的有毒离子，拓展量子点在医学领域内的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种负载量子点的活性炭颗粒，不仅利用活性炭的吸附作用减少量子点有毒离子的释放，还可获得具多种功能的复合粒子。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述负载量子点的活性炭颗粒的制备方法。
本发明所要解决的再一技术问题在于提供上述负载量子点的活性炭颗粒的用途。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种负载量子点的活性炭颗粒，其中，所述颗粒为以活性炭为核，以量子点为壳的纳米复合离子，所述的活性炭的粒径大小在30nm～1μm之间，所述的量子点通过静电吸附作用附着在活性炭的表面。
本发明将活性炭与量子点结合，一方面可见通过活性炭的吸附作用降低量子点对机体的毒性，另一方面，获得的复合粒子还可以具有多种功能，如染色、多途径治疗，等。活性炭负载量子点所获得的复合粒子，可作为肿瘤治疗的药物，也可作为生物染色和成像试剂。量子点负载到活性炭中，还可以改变量子点在体内代谢途径。但到目前为止，未见将量子点与活性炭进行复合的文献报道。
在上述方案的基础上，所述的活性炭为木质活性炭、竹质活性炭、椰子壳活性炭中的一种。
在上述方案的基础上，所述的量子点为CdS，ZnS，HgS，CdSe，ZnSe，HgSe，CdTe，ZnTe，ZnO，PbSe，HgTe，GaAs，InP，InAs，InGaAs，CdS/ZnS，CdS/Ag2S，CdS/PbS，CdS/Cd(OH)2，CdS/HgS，CdS/HgS/CdS，ZnS/CdS，ZnS/CdS/ZnS，ZnS/HgS/ZnS/CdS，CdSe/CdS，CdSe/ZnS，CdSe/ZnSe，CdSe/CuSe，CdSe/HgTe，CdSe/HgSe，CdSe/HgSe/CdSe，CdTe/CdS，CdTe/CdSe，CdTe/ZnS，CdTe/HgS，InAs/InP，InAs/CdSe，InAs/ZnSe，MgS，MgSe，MgTe，CaS，CaSe，CaTe，SrS，SrSe，SeTe，BaS，BaSe，BaTe中的一种纳米粒子或任意几种纳米粒子的组合。
在上述方案的基础上，所述的量子点，是指沉淀颜色为黑色或褐色或棕色的量子点。
提供一种针对上述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，包括下述步骤：
第一步：在量子点表面修饰带负电荷或正电荷的小分子；
第二步：将量子点水溶液与电荷相反的活性炭搅拌混合10分钟到4小时，混合温度为40～100℃，冷却后离心，沉淀用去离子水多次洗涤，制得负载量子点的活性炭颗粒。
提供另一种针对上述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，包括下述步骤：
第一步：在量子点表面修饰带负电荷的小分子；在活性炭表面修饰带正电荷的高分子；
第二步：将带负电荷的量子点水溶液与带正电荷的活性炭混合，超声振荡5～30分钟，静置10分钟以上，离心，沉淀用去离子水多次洗涤，制得负载量子点的活性炭颗粒。
提供第三种针对上述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，包括下述步骤：
第一步：在量子点表面修饰带负电荷的小分子；在活性炭表面修饰带正电荷的高分子；
第二步：将带负电荷的量子点水溶液与带正电荷的活性炭混合，超声振荡5～30分钟，静置10分钟以上，离心，沉淀用去离子水多次洗涤，制得一次负载量子点的活性炭颗粒；
第三步：在一次负载量子点的活性炭颗粒表面修饰带正电荷的高分子；
第四步：将带负电荷的量子点水溶液与带正电荷的活性炭混合，超声振荡5～30分钟，静置10分钟以上，离心，沉淀用去离子水多次洗涤，制得两次负载量子点的活性炭颗粒；
或进一步重复第三步和第四步，获得三次及以上负载量子点的活性炭颗粒。
在上述方案的基础上，第一步中，在量子点表面修饰带负电荷或带正电的小分子的方法是：
当量子点为水相合成的量子点时，在合成时加入带正电或带负电的小分子；
当量子点为有机相合成的量子点时，将量子点分散在含有带正电或带负电小分子的有机溶剂中，高速离心，获得带负电或带正电的小分子的量子点后再将量子点分散到水溶液中。
在上述方案的基础上，第一步或第三步中，在活性炭表面修饰带正电荷的高分子的方法为：
将活性炭加入到带正电荷的高分子水溶液中，超声振荡5～30分钟，静置10分钟以上，离心，将沉淀物用去离子水多次洗涤，制得表面修饰的活性炭。
这里所说的高分子水溶液一般为含有NaCl(0.5％，质量浓度)的高分子水溶液。
在上述方案的基础上，所述带负电荷的小分子为巯基乙酸、巯基丙酸、二氢硫辛酸、氨基酸、乙二胺四乙酸中的一种或多种；所述的带正电的小分子为巯基乙胺、乙二胺、硫代乙酰胺中的一种或多种；所述带正电荷的高分子为十二烷基溴化胺、二甲基二烯丙基氯化铵、聚赖氨酸、聚丙烯酰胺，白蛋白中的一种或多种。
针对上述的制备方法制得的负载量子点的活性炭颗粒的用途，用作***的药物。
本发明的有益效果是：
本发明通过将量子点与活性炭相结合形成复合粒子，所获得的复合粒子具有多重功能，如可进行染色、光动力治疗、光致热疗和成像；此外，量子点负载到活性炭中，可以降低量子点的毒性，还有可能改变量子点在体内的代谢途径和速率，从而大大提高了量子点在医学领域的应用前景。
附图说明
图1为未负载量子点的活性炭颗粒的透射电镜图。
图2为负载量子点的活性炭颗粒的透射电镜图。
具体实施方式
实施例1
精确称取平均粒度为30纳米的椰子壳活性炭粉末60毫克，加入到6毫升表面修饰有巯基乙胺的CdTe量子点水溶液中，量子点浓度约为1μm0l/l。
将混合溶液分为3等份，即每份含20毫克的活性炭，置于3个密闭的有聚四氟乙烯衬底的反应器中，分别于40℃、70℃和100℃混合2小时，自然冷却后，离心，沉淀用去离子水洗涤3次。
在透射电子显微镜下发现，大多数活性炭纳米颗粒均吸附了量子点，但吸附的量子点的数量较少，温度增加，吸附的量子点的量略有增加。
实施例2
精确称取平均粒度为250纳米和1微米的椰子壳活性炭粉末各100毫克，向其中分别加入30毫升含有NaCl(0.5％，质量浓度)的聚二甲基二烯丙基氯化铵(0.5％，体积浓度)水溶液中，超声波振荡20分钟后，静置30分钟，然后离心，获得的两种沉淀用去离子水分别洗涤3次。
然后向这2种沉淀中分别加入表面修饰有巯基乙酸的浓度约为1μmol/l的CdTe量子点10毫升，超声波振荡5分钟后，静置30分钟，离心，沉淀用去离子水洗涤3次，获得一次负载量子点的活性炭颗粒(纳米复合粒子)。
然后按上述相同的方法交替加入含有NaCl的聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液和量子点水溶液，分别获得在两次负载量子点的活性炭颗粒或三次负载量子点的活性炭颗粒。
在透射电子显微镜下发现，几乎所有活性炭颗粒表面均负载了数量可观的量子点，吸附次数越多，活性炭表面的量子点越多。附图1为在活性炭表面吸附一次量子点前后的透射电子显微镜照片。
实施例3
精确称取平均粒度为250纳米的木质活性炭粉末和竹质活性炭粉末各100毫克，向其中分别加入30毫升含有NaCl(0.5％，质量浓度)的聚二甲基二烯丙基氯化铵(0.5％，体积浓度)水溶液，超声波振荡20分钟后，静置30分钟，然后离心，获得的两种沉淀用去离子水分别洗涤3次。
然后向这2种沉淀中分别加入表面修饰有巯基乙酸的浓度约为1μmol/l的CdTe量子点10毫升，超声波振荡5分钟后，静置30分钟，离心，沉淀用去离子水洗涤3次，获得了分别在木质活性炭和竹质活性炭表面吸附1次量子点的纳米复合粒子。
结果表明，木质活性炭和竹质活性炭表面均明显吸附了量子点纳米粒子，透射电子显微镜下的形貌与实施例2中获得的在椰子壳活性炭表面吸附1次量子点的纳米复合粒子的形貌相似。

Claims (9)

1.一种负载量子点的活性炭颗粒，其特征在于：所述颗粒为以活性炭为核，以量子点为壳的纳米复合粒子，所述的活性炭的粒径大小在30nm～1μm，其中，所述的量子点为CdTe，所述的量子点通过静电吸附作用附着在活性炭的表面，该静电吸附作用为带有电荷的量子点和带有相反电荷的活性炭相互吸引。
2.根据权利要求1所述的负载量子点的活性炭颗粒，其特征在于：所述的活性炭为木质活性炭、竹质活性炭、椰子壳活性炭中的一种。
3.根据权利要求2 所述的负载量子点的活性炭颗粒，其特征在于：所述的量子点为沉淀颜色为黑色或褐色或棕色的量子点。
4.针对权利要求1至3之一所述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，其特征在于：
第一步：在量子点表面修饰带负电荷或正电荷的小分子；
第二步：将量子点水溶液与电荷相反的活性炭搅拌混合10 分钟到4 小时，混合温度为40～100℃，冷却后离心，沉淀用去离子水多次洗涤，制得负载量子点的活性炭颗粒。
5.针对权利要求1至3之一所述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，其特征在于：
第一步：在量子点表面修饰带负电荷的小分子；在活性炭表面修饰带正电荷的高分子；
第二步：将带负电荷的量子点水溶液与带正电荷的活性炭混合，超声振荡5～30分钟，静置10 分钟以上，离心，沉淀用去离子水多次洗涤，制得负载量子点的活性炭颗粒。
6.针对权利要求1至3之一所述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
第一步：在量子点表面修饰带负电荷的小分子；在活性炭表面修饰带正电荷的高分子；
第二步：将带负电荷的量子点水溶液与带正电荷的活性炭混合，超声振荡5～30分钟，静置10分钟以上，离心，沉淀用去离子水多次洗涤，制得一次负载量子点的活性炭颗粒；
第三步：在一次负载量子点的活性炭颗粒表面修饰带正电荷的高分子；
第四步：将带负电荷的量子点水溶液与带正电荷的活性炭混合，超声振荡5～30分钟，静置10分钟以上，离心，沉淀用去离子水多次洗涤，制得两次负载量子点的活性炭颗粒；
或进一步重复第三步和第四步，获得三次以上负载量子点的活性炭颗粒。
7.根据权利要求4或5或6所述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，其特征在于：第一步中，在量子点表面修饰带负电荷或带正电的小分子的方法是：
当量子点为水相合成的量子点时，在合成时加入带正电或带负电的小分子；
当量子点为有机相合成的量子点时，将量子点分散在含有带正电或带负电小分子的有机溶剂中，高速离心，获得带负电或带正电的小分子的量子点后再将量子点分散到水溶液中。
8.根据权利要求5或6所述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，其特征在于：第一步或第三步中，在活性炭表面修饰带正电荷的高分子的方法为：
将活性炭加入到带正电荷的高分子水溶液中，超声振荡5～30 分钟，静置10 分钟以上，离心，将沉淀物用去离子水多次洗涤，制得表面修饰的活性炭。
9.根据权利要求4或5或6所述的负载量子点的活性炭颗粒的制备方法，其特征在于：所述带负电荷的小分子为巯基乙酸、巯基丙酸、二氢硫辛酸、氨基酸、乙二胺四乙酸中的一种或多种；所述的带正电的小分子为巯基乙胺、乙二胺、硫代乙酰胺中的一种或多种；所述带正电荷的高分子为十二烷基溴化胺、二甲基二烯丙基氯化铵、聚赖氨酸、聚丙烯酰胺，白蛋白中的一种或多种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102885778A (zh) * 2012-10-29 2013-01-23 中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所 活性炭紫杉醇纳米药物递送***、其制备方法及用途
CN103830745B (zh) * 2014-03-11 2017-05-17 南通大学 一种基于量子点的多功能纳米siRNA载体***的制备及其应用
CN104576328B (zh) * 2014-12-24 2017-07-04 上海师范大学 一种石墨碳/QDs/Si复合异质结晶硅片的制备方法
CN107081160A (zh) * 2017-03-21 2017-08-22 江苏大学 CdSe量子点嵌入竹茎生物炭复合光催化剂的制备及其应用
CN106920855B (zh) * 2017-03-30 2019-03-29 长春工业大学 硒化镉量子点和纳米多孔碳复合材料及其制备方法
CN107224987A (zh) * 2017-05-08 2017-10-03 江苏大学 CdSe量子点嵌入竹茎生物炭与Bi12TiO20复合光催化剂的制备及其应用
CN109174004B (zh) * 2018-11-05 2022-02-11 广西中烟工业有限责任公司 一种提高活性炭对香精缓释性能的方法及应用
CN113314675B (zh) * 2020-02-27 2023-01-20 京东方科技集团股份有限公司 一种量子点发光器件及制备方法、显示装置
CN112295540A (zh) * 2020-09-25 2021-02-02 西南石油大学 一种碳量子点改性活性炭重金属吸附材料的制备方法
CN113213579B (zh) * 2021-05-25 2023-05-30 贵州省材料产业技术研究院 一种光催化生物炭复合材料在催化降解印染废水中的应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275362A (zh) * 2008-04-25 2008-10-01 同济大学 组装了量子点纳米粒子的荧光蚕丝的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101275362A (zh) * 2008-04-25 2008-10-01 同济大学 组装了量子点纳米粒子的荧光蚕丝的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jana Drbohlavova et al.Quantum Dots — Characterization, Preparation and Usage in Biological Systems.《International Journal of Molecular Sciences》.2009,第10卷第656页第1栏至第667页第4栏. *
JanaDrbohlavovaetal.QuantumDots—Characterization Preparation and Usage in Biological Systems.《International Journal of Molecular Sciences》.2009
胡朗等.生物医用量子点材料的研究进展.《材料导报：综述篇》.2010,第24卷(第1期),第72页第1栏至第74页第2栏. *
贾秋凌等.载有荧光量子点的纳米磁性微粒的合成方法及其应用前景.《材料导报》.2006,第20卷第30页第1栏至第32页第2栏. *

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