一種以雞蛋清為碳源的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以雞蛋清為碳源的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]碳量子點(diǎn)是2004年發(fā)現(xiàn)的一種以碳為骨架的新型納米材料，是一種分散的、尺寸小于10nm的類(lèi)球形的納米課題。相對(duì)于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)、稀土熒光標(biāo)記材料和有機(jī)熒光染料染料，具有毒性小、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，而且發(fā)光范圍可調(diào)、光穩(wěn)定性好、無(wú)光閃爍、易于功能化等優(yōu)勢(shì)，在細(xì)胞成像、生化分析等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景，近年來(lái)發(fā)展較快。
[0003]碳量子點(diǎn)的碳源從最初的碳納米管、石墨、炭黑、蠟燭灰、天然氣煙灰、檸檬酸鹽等含有碳有機(jī)化學(xué)試劑，逐漸到活性炭、糖類(lèi)、淀粉、維C、碳纖維，再到現(xiàn)在木炭灰、花生皮、西瓜皮和咖啡渣等廢品都可以簡(jiǎn)單合成各種可見(jiàn)光的碳量子點(diǎn)。
[0004]CN 103588189 A公開(kāi)了一種基于雞蛋水熱合成碳量子點(diǎn)的方法，該方法將雞蛋蛋白和蛋黃分開(kāi)，取蛋白或者蛋黃稀釋后，離心去除不溶物，置于水熱反應(yīng)釜中，140-220°C反應(yīng)6-48小時(shí)，再離心透析得到碳量子點(diǎn)。該方法雖然用雞蛋這種廉價(jià)易得的材料，但是需要專(zhuān)門(mén)的儀器和長(zhǎng)時(shí)間的合成。CN 102583307 A公開(kāi)了一種雞蛋中提取的熒光量子點(diǎn)、制備方法及其應(yīng)用，該方法利用蛋清分離器將新鮮的蛋清和蛋黃完全分離，置于冰箱中冷藏；再將分離后的蛋清或蛋黃置于玻璃皿中，利用低溫等離子體直接對(duì)其進(jìn)行本體處理，得到黑色固體產(chǎn)物；再將黑色固體產(chǎn)物分散于溶劑中，磁力攪拌后進(jìn)行超聲處理，使樣品分散均勻；最后將所得的懸濁液離心除去沉淀，再用超濾膜對(duì)上清液進(jìn)行分離，收集濾過(guò)液，干燥后得到碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料。該方法需要低溫等離子體這樣的貴重儀器，成本較高。
[0005]熒光碳量子點(diǎn)作為新型熒光碳納米材料，不僅具有優(yōu)異的光學(xué)性能及小尺寸特性等優(yōu)點(diǎn)，還是環(huán)境友好型新材料，所以進(jìn)一步尋求其優(yōu)良的合成方法有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種以雞蛋清為碳源的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料及其制備方法和應(yīng)用，所述方法在合成過(guò)程中，無(wú)需等離子體發(fā)射器、水熱反應(yīng)釜或馬弗爐等裝備進(jìn)行高溫、高壓反應(yīng)，僅需水浴鍋等常規(guī)儀器設(shè)備，在較短時(shí)間內(nèi)，即可制得熒光標(biāo)記材料。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種以雞蛋清為碳源的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料的制備方法，包括以下步驟:
[0008](I)將雞蛋清與水按比例混合；
[0009](2)向步驟(I)的混合液中加入濃硫酸，攪拌均勻，放入水浴鍋；
[0010](3)調(diào)節(jié)pH，再離心去除未溶解的殘?jiān)?br>[0011](4)將二氯甲烷加入步驟(3)的上清液，再離心去除無(wú)熒光的脂溶性物質(zhì)；
[0012](5)將步驟(4)的上清液過(guò)膜，制得熒光標(biāo)記材料。
[0013]所述的雞蛋清來(lái)自于普通市售的新鮮雞蛋。
[0014]優(yōu)選地，步驟(I)所述的雞蛋清與水按體積比為1:(5-20)進(jìn)行混合，例如可以是1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19或I:20，優(yōu)選為1: (8-13)，進(jìn)一步優(yōu)選為1:10。
[0015]優(yōu)選地，濃硫酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于98%的硫酸。
[0016]優(yōu)選地，步驟(2)所述的混合液與濃硫酸按體積比為(10-2): I進(jìn)行混合，例如可以是 10:1、5:1,10:3、5:2 或 2:1，優(yōu)選為 5:2。
[0017]優(yōu)選地，步驟(2)所述水浴鍋的溫度為40-80°0，例如可以是40°0、45°0、50°〇、55 °C、60 °C、65 °C、70 °C、75 °C 或 80 °C，優(yōu)選為 50-70 °C，進(jìn)一步優(yōu)選為 50 °C。
[0018]優(yōu)選地，步驟(2)所述水浴鍋的水浴時(shí)間為1-5小時(shí)，例如可以是I小時(shí)、1.5小時(shí)、2小時(shí)、2.5小時(shí)、3小時(shí)、3.5小時(shí)、4小時(shí)、4.5小時(shí)或5小時(shí)，優(yōu)選為1.5-3小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選為2小時(shí)。
[0019]優(yōu)選地，步驟(3)所述的調(diào)節(jié)pH到5-9，例如可以是5、6、6.5、7、7.5、8、8.5或9，優(yōu)選為6-8。
[0020]優(yōu)選地，步驟⑷所述二氯甲烷的加入量為l_8mL，例如可以是lmL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、7mL或8mL，優(yōu)選為2_5mL，進(jìn)一步優(yōu)選為3mL。
[0021]優(yōu)選地，步驟(3)和(4)所述離心的轉(zhuǎn)速為4000-8000r/min，例如可以是4000r/min、4500r/min、5000r/min、5500r/min、6000r/min、6500r/min、7000r/min、7500r/min 或8000r/min，優(yōu)選為 4500-6000r/min，進(jìn)一步優(yōu)選為 5000r/min。
[0022]優(yōu)選地，步驟(3)和(4)所述離心的時(shí)間為3-10min，例如可以是3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min 或 lOmin，優(yōu)選為 4_8min，進(jìn)一步優(yōu)選為 5min。
[0023]優(yōu)選地，步驟(5)所述的濾膜的孔徑可以為0.1_1.2μπι，例如可以是0.Ιμπκ0.22 μ m、0.45 μ m、0.65 μ m 或 1.2 μ m，優(yōu)選為 0.45 μ m。
[0024]本發(fā)明提供了一種以雞蛋清為碳源的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料的制備方法，包括如下步驟:
[0025](I)將雞蛋清與水按體積比1:10混合；
[0026](2)向步驟(I)的混合液中加入濃硫酸，混合液與濃硫酸的體積比為5:2，攪拌5min，放入50°C的水浴鍋，水浴時(shí)間2小時(shí)；
[0027](3)加入NaOH，調(diào)節(jié)pH至7，在5000r/min離心5min，去除未溶解的殘澄；
[0028](4)將3mL的二氯甲燒加入步驟(3)的上清液，在5000r/min離心5min，去除無(wú)焚光的脂溶性物質(zhì)；
[0029](5)將步驟(4)的上清液過(guò)0.45 μ m的膜，制得熒光標(biāo)記材料。
[0030]第二方面，本發(fā)明還提供了一種如本發(fā)明第一方面所述的方法制備的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料。
[0031]第三方面，本發(fā)明還提供了一種如第二方面所述的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料在生物標(biāo)記、重金屬分析、抗體標(biāo)記和細(xì)胞染色方面的應(yīng)用。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0033](I)本發(fā)明制備的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料，采用雞蛋清作為碳源，原料廉價(jià)易得，所得的水溶性碳量子點(diǎn)有很好的單分散性，熒光性質(zhì)和量子產(chǎn)率高，穩(wěn)定性好，具有良好的水溶性；
[0034](2)本發(fā)明的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料的制備方法設(shè)備簡(jiǎn)單，合成過(guò)程無(wú)需等離子體發(fā)射器、水熱反應(yīng)釜或馬弗爐等裝備進(jìn)行高溫、高壓反應(yīng)，僅需水浴鍋等常規(guī)儀器設(shè)備，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時(shí)間較短，操作簡(jiǎn)便，成本低，毒性?。?br>[0035](3)本發(fā)明的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料作為熒光標(biāo)記物廣泛用于生物標(biāo)記、重金屬分析、抗體標(biāo)記、細(xì)胞染色等工作。一般實(shí)驗(yàn)室均可進(jìn)行，具有良好的可推廣性。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】I的透射電鏡照片。
[0037]圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】I中的以雞蛋清制備的碳量子點(diǎn)熒光光譜特征圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明并非局限在實(shí)施例范圍內(nèi)。
[0039]實(shí)施例1
[0040]一種以雞蛋清為碳源的碳量子點(diǎn)熒光標(biāo)記材料制備方法，包括以下步驟:
[0041](I)取雞蛋一個(gè)打碎，僅保留蛋清部分，吸取4ml雞蛋清溶解于40ml去離子水中，均質(zhì)約3min ；
[0042](2)取1mL步驟⑴的混合液轉(zhuǎn)移到50ml小燒杯中，加入濃H2SO4溶液4mL，攪拌均勻，在50°C條件下水浴2小時(shí)；
[0043](3)加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至7，再在轉(zhuǎn)速5000r/min離心5min去除未溶解的殘?jiān)?br>[0044](4)將3mL的二氯甲燒加入步驟(3)的上清液，再在轉(zhuǎn)速5000r/min離心5min去除無(wú)熒光的脂溶性物質(zhì)；
[0045](5)將步驟(4)的上清液過(guò)0.45 μ m的濾膜，制得熒光標(biāo)記材料。
[0046]從圖1可以看出制備的雞蛋清碳源量子點(diǎn)標(biāo)記材料為圓形，顆粒狀，單分散性好，