CN111662710A - 一种硼氮双掺杂蓝色荧光碳量子点及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硼、氮双掺杂蓝色荧光碳量子点及其制备方法和应用。制备方法：将四硼酸钠和聚乙烯亚胺溶于水中，在160～200℃下反应4～10小时以合成蓝色荧光碳点。该方法制备碳点工艺简单，原料来源广泛且价格便宣，制备条件要求低，所得碳量子点量子产率较高。所制备的碳量子点可作为荧光探针用于比率检测桑色素。

Description

一种硼氮双掺杂蓝色荧光碳量子点及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及碳发光纳米材料，尤其涉及碳量子点，具体是提供一种硼、氮双掺杂蓝色荧光碳量子点及其制备方法和应用。
背景技术
桑色素，3，5，7，2′，4′-pentahydroxyflavone,(3,5,7,2′,4′-五羟黄酮)，是从黄桑木、桑橙树等桑科植物的树皮和许多中草药中提取的一种浅黄色色素。属***类化合物。可抑制酶活性、具有抗氧化、抗痛、抗菌、抗炎、抗动脉粥样硬化、降低血糖和抗应激等作用。亦可作为术前用药或用于联合化疗，与其他化疗药物联用能提高疗效、减少副作用。因此，桑色素检测方法的构建有利于监测桑色素在食物中的含量以及在人体内的代谢情况。目前已有的检测方法液相色谱法和气相色谱法，耗时长，检测灵敏度低。
纳米材料的独特结构和光物理特征为荧光分析开辟了新的道路。碳量子点作为荧光纳米材料中的重要成员，是一种新型荧光碳基零维材料。由于它具有高稳定性、低毒性、合成方法简单等特性，吸引了研究者的广泛关注。它最重要的性质就是具有优良的荧光性能。因此，它可以被应用于生物医学、光电子学、催化和传感等领域中。对桑色素敏感的碳点一般取决于单波长荧光强度的变化，这不可避免地受到许多因素的影响，包括探针浓度，激发源和周围环境的波动，所以检测精度可能会有所降低。而比率检测能够提高结果的可靠性和准确性。因此，开发具有比率特征的荧光碳点具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硼、氮双掺杂蓝色荧光碳量子点及其制备方法，以及该碳量子点可用于比率检测桑色素。所述碳点制备工艺简单，原料来源广泛且价格便宣，制备条件要求低且环境友好，在一般实验室均能合成，易于推广。
本发明提供的一种硼、氮双掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，包括如下步骤：
将四硼酸钠、聚乙烯亚胺混合，加入去离子水；并将该溶液转移至高压釜中，并在160～200℃下反应4～10小时；冷却至室温后，将产物用滤纸过滤除去大分子颗粒，得到的溶液通过500Da的透析膜在去离子水中透析8h；最后，将其真空干燥以收集目标碳量子点；所述的四硼酸钠、聚乙烯亚和去离子水的质量比为0.02-0.1：2.02-2.07：20。
所述的四硼酸钠、聚乙烯亚和去离子水的质量比优选0.06-0.1：2.05-2.07：20，更优选0.08-0.1：2.06：20。
所述的反应温度优选为180～200℃，反应时间优选为8～10小时。
上述方法制备的碳量子点作为荧光探针可用于尿液中桑色素的检测，根据公式cmin＝3Sb/S求出最低检出限为0.10323μM，线性范围0.005-0.23μM。
本发明的优点与效果是：
本发明通过一步水热法即可得到碳量子点溶液，合成方法简单有效，原料廉价易得，反应条件温和且环境友好，在一般实验室均能完成，易于推广。所制备的碳量子点作为探针可用于尿液中桑色素的检测。
附图说明
图1为实施例1制备的碳量子点的紫外吸收光谱及荧光发射光谱。
图2为实施例1制备的碳量子点的红外光谱图，图中横坐标为检测波长，纵坐标为透过率。
图3为桑色素淬灭实施例1制备的碳量子点的荧光光谱图。
图4为桑色素的浓度在0.005μM～0.23μM范围内的线性拟合曲线。
图5为实施例1制备的碳量子点荧光发射曲线随激发波长变化的光谱图。
图6为实施例1制备的碳量子点用于实际样品中检测桑色素的光谱图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明做出进一步说明，实施例给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
步骤1，室温下，将0.1000g的四硼酸钠和2mL聚乙烯亚胺溶于20ml水中，充分搅拌，超声得到澄清溶液。
步骤2，将溶液转移至50ml水热反应釜中。
步骤3，将水热釜置于烘箱中，200℃反应8小时。
步骤4，将产物用滤纸过滤除去大分子颗粒，得到的溶液通过500Da的透析膜在去离子水中透析8h。
步骤5，将上述荧光碳量子点水溶液冷冻干燥后得到荧光碳量子点，其相对量子产率(以硫酸奎宁为标准)为11.17％。

Claims (6)

1.一种硼氮双掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将四硼酸钠、聚乙烯亚胺混合，加入去离子水；并将该溶液转移至高压釜中，并在160～200℃下反应4～10小时；冷却至室温后，将产物用滤纸过滤除去大分子颗粒，得到的溶液通过500Da的透析膜在去离子水中透析8h；最后，将其真空干燥以收集目标碳量子点；所述的四硼酸钠、聚乙烯亚和去离子水的质量比为0.02-0.1：2.02-2.07：20。
2.如权利要求1所述的硼氮双掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，所述的四硼酸钠、聚乙烯亚和去离子水的质量比为0.06-0.1：2.05-2.07：20。
3.如权利要求2所述的硼氮双掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，所述的四硼酸钠、聚乙烯亚和去离子水的质量比为0.08-0.1：2.06：20。
4.如权利要求1所述的硼氮双掺杂蓝色荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，所述的反应温度为180～200℃，反应时间为8～10小时。
5.如权利要求1-4任一项所述方法制备的硼氮双掺杂蓝色荧光碳量子点。
6.如权利要求5所述的硼氮双掺杂蓝色荧光碳量子点在检测尿液桑色素中的应用。
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