CN108893110B - 一种用于荧光成像的氮掺杂碳量子点的制备方法及其在光动力治疗中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于荧光成像的氮掺杂碳量子点的制备方法及其在光动力治疗中的应用，所述制备方法包括如下步骤：1）将对氨基偶氮苯超声溶解于无水乙醇中；2）反应釜中反应、冷却；3）减压旋蒸，除去溶剂无水乙醇，用二氯甲烷再次溶解；4）采用甲醇和二氯甲烷作为洗脱剂，用柱层析色谱法纯化步骤3）所得的样品；5）将步骤4）纯化后的样品减压旋蒸，除去溶剂，干燥后即得最终产物黑色固体粉末为氮掺杂碳量子点。这种碳量子点在近红外光照射下能够产生活性氧，并且发射出稳定的橙色荧光，且细胞毒性小、抗光漂白性和生物相容性好，这种方法合成方法简单、原料廉价易得、制备的碳量子点能为生物领域提供一种新的光敏剂和细胞显像剂。

Description

一种用于荧光成像的氮掺杂碳量子点的制备方法及其在光动 力治疗中的应用

技术领域

本发明涉及光动力治疗和荧光成像材料，具体是一种用于荧光成像的氮掺杂碳量子点的制备方法及其在光动力治疗中的应用。

背景技术

碳量子点是作为碳材料中一个新的成员，自被发现以来就掀起了新的研究热潮。碳量子点因具有发光性质好、细胞毒性小、生物相容性好、抗光漂白性等优点，使其在生物成像、生物传感、化学传感、光催化等多个领域具有广阔的应用前景。然而目前大多数碳量子点的荧光发射在可将光区(蓝光、绿光)，波长相对较短，因此其组织穿透能力较弱，加上生物体自体荧光的干扰，使得其在生物成像上受到了很大的限制。因此，制备长波长荧光发射的碳量子点具有更好的生物应用前景。

近几年来癌症患者迅猛增长，传统治疗手段往往具有毒副作用大，给患者带来痛苦，治疗效果不佳等不足，因此新的治疗手段的开发具有重要的意义。光动力治疗作为一种新型的肿瘤治疗手段，具有创伤小、副作用小、适用范围广等优点。然而目前所使用的光敏剂细胞毒性较大、生物相容性较差、所用激光波长较短等不足，给光动力治疗带来了新的问题。因此研究者们也一直在探索新的光敏剂，以求更好的解决光动力治疗中的不足。碳量子点细胞毒性小、生物相容性好，且部分具有产生活性氧的能力等优点被广泛的研究，因此制备能够在长波长照射下产生活性氧的碳量子点有望成为新一代的光敏剂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种用于荧光成像的氮掺杂碳量子点的制备方法及其在光动力治疗中的应用。这种碳量子点在近红外光照射下能够产生活性氧，并且发射出稳定的橙色荧光，且细胞毒性小、抗光漂白性和生物相容性好，这种方法合成方法简单、原料廉价易得、制备的碳量子点能为生物领域提供一种新的光敏剂和细胞显像剂。

实现本发明目的的技术方案是：

一种用于荧光成像的氮掺杂碳量子点的制备方法，与现有技术不同的是，包括如下步骤：

1)将对氨基偶氮苯超声溶解于无水乙醇中，超声溶解后备用；

2)将步骤1)制备的溶液加入到反应釜中反应，冷却后得到红褐色溶液，将所得红褐色溶液避光储存；

3)将步骤2)所得的红褐色溶液减压旋蒸，除去溶剂无水乙醇，用二氯甲烷再次溶解，所得溶液避光保存；

4)采用甲醇和二氯甲烷作为洗脱剂，用柱层析色谱法纯化步骤3)所得的样品；

5)将步骤4)纯化后的样品减压旋蒸，除去溶剂后干燥即得到的黑色固体粉末即为最终产物氮掺杂碳量子点，氮掺杂碳量子点避光储存。

步骤1)中)以对氨基偶氮苯为原料，溶于无水乙醇，溶液浓度为5-10mg/mL、超声溶解，溶解时间为1-3min。

步骤2)中所述的反应条件为在180℃-200℃中反应10-12h。

步骤4)中所述的柱层析色谱采用吸附剂为粒度300-400目的硅胶粉末，样品采用湿法上样法上样，洗脱剂甲醇和二氯甲烷的极性依次从1:40、1:30、1:20、1:10对样品进行洗脱，纯化后的样品溶液为橙红色。

用上述方法制备的用于荧光成像的氮掺杂碳量子点。

用上述方法制备的用于荧光成像的氮掺杂碳量子点在光动力治疗中的应用。

这种碳量子点在近红外光照射下能够产生活性氧，并且发射出稳定的橙色荧光，且细胞毒性小、抗光漂白性和生物相容性好，这种方法合成方法简单、原料廉价易得、制备的碳量子点为生物领域提供了一种新的光敏剂和细胞显像剂。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。

实施例1：

1)称取1g对氨基偶氮苯于100mL无水乙醇中，超声溶解1-3min；

2)将步骤1)制备的溶液加入到反应釜中180℃反应12h，自然冷却后得到红褐色溶液，将所得红褐色溶液避光储存；

3)将步骤2)所得的红褐色溶液减压旋蒸去掉溶剂无水乙醇，用5-15mL二氯甲烷再次溶解，所得溶液避光保存；

4)采用粒度为300-400目硅胶粉末填充柱子，样品采用湿法上样法上样，然后用甲醇和二氯甲烷作为洗脱剂，极性依次从1:40、1:30、1:20、1:10对样品进行洗脱，用柱层析色谱法纯化步骤3)所得的样品，收集产物溶液；

5)将步骤4)纯化后的样品减压旋蒸除去溶剂，干燥后的黑色固体粉末即为最终产物氮掺杂碳量子点，将所得粉末避光储存。

用上述方法制备的用于荧光成像的氮掺杂碳量子点，能良好分散于乙醇中，为橙红色溶液，在365nm紫外灯下有能够发生橙色荧光。

用上述方法制备的用于荧光成像的氮掺杂碳量子点在光动力治疗中的应用。

实施例2：

1)称取1.5g对氨基偶氮苯于100mL无水乙醇中，超声溶解1-3min；

2)将步骤1)制备的溶液加入到反应釜中180℃反应12h，自然冷却后得到红褐色溶液，将所得红褐色溶液避光储存；

3)将步骤2)所得的红褐色溶液减压旋蒸，除去溶剂无水乙醇，用5-15mL二氯甲烷再次溶解，所得溶液避光保存；

4)采用粒度为300-400目硅胶粉末填充柱子，样品采用湿法上样法上样，然后用甲醇和二氯甲烷作为洗脱剂，极性依次从1:40、1:30、1:20、1:10对样品进行洗脱，用柱层析色谱法纯化步骤3)所得的样品，收集产物溶液；

5)将步骤4)纯化后的样品减压旋蒸，除去溶剂，干燥后得到的黑色固体粉末即为最终产物氮掺杂碳量子点，氮掺杂碳量子点避光储存。

用上述方法制备的用于荧光成像的氮掺杂碳量子点，能良好分散于乙醇中，为橙红色溶液，在365nm紫外灯下有能够发生橙色荧光。

用上述方法制备的用于荧光成像的氮掺杂碳量子点在光动力治疗中的应用。

实施例3：

1)称取0.5g对氨基偶氮苯溶于100mL无水乙醇中，超声溶解，时间为1-3min；

2)将步骤1)制备的溶液加入到反应釜中180℃反应12h，自然冷却后得到红褐色溶液，将所得红褐色溶液避光储存；

3)将步骤2)所得的红褐色溶液减压旋蒸，除去溶剂无水乙醇，用5-15mL二氯甲烷再次溶解，所得溶液避光保存；

4)采用粒度为300-400目硅胶粉末填充柱子，样品采用湿法上样法上样，然后用甲醇和二氯甲烷作为洗脱剂，极性依次从1:40、1:30、1:20、1:10对样品进行洗脱，用柱层析色谱法纯化步骤3)所得的样品，收集产物溶液；

5)将步骤4)纯化后的样品减压旋蒸，除去溶剂，干燥后即得最终产物黑色固体粉末为氮掺杂碳量子点，氮掺杂碳量子点避光储存。

用上述方法制备的用于荧光成像的氮掺杂碳量子点，能良好分散于乙醇中，为橙红色溶液，在365nm紫外灯下有能够发生橙色荧光。

用上述方法制备的用于荧光成像的氮掺杂碳量子点在光动力治疗中的应用。

应用实验例：

将上述实施例方法制备所得的氮掺杂的碳量子点配制成50μg/mL的乙醇溶液加入活性氧检测试剂DPBF，在638nm激光的照射下用紫外测试DPBF在不同光照时间后的吸光度，随着光照时间的增加，DPBF在418nm处的特征吸收峰逐渐下降，这是由于DPBF 在活性氧存在的条件下被活性氧氧化造成的，光照5min后，DPBF的吸收值能降低75％左右，实验结果表明，上述实施例方法合成的氮掺杂的碳量子点具有光敏作用，在光的照射下具有光动力效果，可用于光动力治疗领域。

另外，上述实施例方法所制备的氮掺杂的碳量子点在365nm的紫外灯的照射下发射出稳定的橙色荧光，这一特性表明上述实施例方法所制备的氮掺杂的碳量子点可应用到生物荧光成像中。

Claims (1)

1.一种用于荧光成像的氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将对氨基偶氮苯超声溶解于无水乙醇中，超声溶解后备用，其中，以对氨基偶氮苯为原料，溶于无水乙醇，溶液浓度为5-10 mg/mL、超声溶解，溶解时间为1-3 min；

2）将步骤1）制备的溶液加入到反应釜中反应，冷却后得到红褐色溶液，将所得红褐色溶液避光储存，其中，反应的条件为在180°C -200 °C中反应10-12 h；

3）将步骤2）所得的红褐色溶液减压旋蒸，除去溶剂无水乙醇，用二氯甲烷再次溶解，所得溶液避光保存；

4）采用甲醇和二氯甲烷作为洗脱剂，用柱层析色谱法纯化步骤3）所得的样品，柱层析色谱采用吸附剂为粒度300-400目的硅胶粉末，样品采用湿法上样法上样，洗脱剂甲醇和二氯甲烷的极性依次从1:40、1:30、1:20、1:10对样品进行洗脱，纯化后的样品溶液为橙红色；

5）将步骤4）纯化后的样品减压旋蒸，除去溶剂，干燥后即得最终产物黑色固体粉末为氮掺杂碳量子点，氮掺杂碳量子点避光储存。