颜色可调荧光碳点及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及荧光纳米材料的制备，具体涉及颜色可调荧光碳点的制备方法，以及制备的颜色可调荧光碳点在细胞成像、荧光图案制作和荧光染色方面的应用。
【背景技术】
[0002]制备颜色可调荧光碳点对于碳点在发光二极管和生物成像中的应用非常重要。然而，这方面的研究目前较少。文献(Microwave-Assisted Synthesis ofWavelength-Tunable Photoluminescent Carbon Nanodots and Their PotentialApplicat1ns.Hongying Liu，Zhimei He，Liping Jiang, and Junjie Zhu.ACS App1.Mater.1nterfaces，2015，7，4913-4920)，利用戊二醛和聚(乙烯亚胺)为碳源，通过微波法制备了 464-556nm的不同波长的焚光碳点。文献(Photoluminescence-TunableCarbon Nanodots: Surface-State Energy-Gap Tuning.Lei Baoj Cui Liu，ZhilingZhang, and Daiwen Pang.Adv.Mater.，2015，27，1663 - 1667)，利用硝酸氧化碳纤维，然后通过超滤收集不同分子量的组分得到了 430 - 610mn不同波长的荧光碳点。文献(Color—Switchable，Emiss1n-Enhanced Fluorescence Realized by Engineering C_dot@C-dot Nanoparticles.Zhen GuojZhiqiang Zhang, Wei Zhang,Lianqun Zhou, HaiwenLi，Hongmei Wang, Caroline Andreazza-Vignollej Pascal Andreazzaj Dongxu Zhao，YihuiWuj Quanlong Wang,Tao Zhang, and Keming Jian.ACS Appl.Mater.1nterfaces2014，6，20700-20708)，分别利用柠檬酸和尿素(质量比为1:1)及甘油和4，7，10-三氧-1，13-十三烷二胺通过水热法制备了两种碳点，然后组装这两种碳点，形成了在455mn激发下分别发射黄色、草绿色和金色荧光的碳点。这些方法要求繁琐的合成工艺或使用有毒/昂贵的溶剂和原材料。
[0003]因此，研究环保绿色、简单的颜色可调荧光碳点的制备方法，对于荧光纳米材料在生物成像、荧光打印、传感等方面的应用有重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种制备颜色可调荧光碳点的方法。
[0005]本发明的另一目的在于将所制备的颜色可调荧光碳点应用于细胞成像、荧光图案制作和荧光染色。
[0006]为实现上述目的，本发明提供的一种制备颜色可调荧光碳点的方法，是以韭菜为碳源，通过高温热解法和水热法分别制得蓝色和绿色荧光碳点。
[0007]进一步，本发明提供的一种制备蓝色荧光碳点的方法，包括如下步骤:
[0008](I)将韭菜粉末高温炭化；
[0009](2)将⑴得到的产物与水混合，得到黑色混浊液；
[0010](3)将黑色混浊液经过离心、透析，最终得到蓝色荧光碳点溶液。
[0011]步骤(I)所述韭菜高温炭化的温度为250?350°C，持续2?4h。
[0012]步骤(3)中所述的离心是以4000r/min转速离心lOmin，所述的透析是用截留分子量为500?100Da的透析袋透析48h。
[0013]本发明提供的一种制备绿色荧光碳点的方法，包括如下步骤:
[0014](I)将韭菜粉末加入去离子水中，制得混合液；
[0015](2)将(I)得到的混合液转移到水热反应釜中，进行水热反应；
[0016](3)将⑵得到的产物经过离心、透析，最终得到绿色荧光碳点溶液。
[0017]步骤⑴中所述的韭菜粉末与去离子水按质量比1:10?100混合。
[0018]步骤⑵中所述的水热反应的温度为200?300°C，持续2?4h。
[0019]步骤(3)中所述的离心是以4000r/min转速离心lOmin，所述的透析是用截留分子量为500?100Da的透析袋透析48h。
[0020]制备的荧光碳点可在细胞成像、荧光图案制作和荧光染色方面应用。
[0021]本发明的优点在于:
[0022](I)以韭菜为碳源，原料广泛易得，绿色环保，制备方法简单，成本低廉；
[0023](2)制得的颜色可调荧光碳点稳定性强、毒副作用小、水溶性好，在生物成像、荧光打印、传感等领域有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0024]图1为实施例1制备的蓝色荧光碳点的紫外可见吸收光谱和不同波长光激发下的荧光光谱图；
[0025]图2为实施例2制备的蓝色荧光碳点的透射电镜图；
[0026]图3为实施例3制备的蓝色荧光碳点的红外光谱图；
[0027]图4为实施例4制备的绿色荧光碳点的紫外可见吸收光谱和不同波长光激发下的荧光光谱图；
[0028]图5为实施例5制备的绿色荧光碳点的透射电镜图；
[0029]图6为实施例6制备的绿色荧光碳点的红外光谱图；
[0030]图7为实施例1和实施例4制备碳点的细胞成像图；
[0031]图8为实施例2和实施例5制备碳点的荧光图案制作图；
[0032]图9为实施例3和实施例6制备碳点的荧光染色图。
【具体实施方式】
[0033]以下实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明并不局限于这些实施例。
[0034]实施例1
[0035]蓝色荧光碳点的制备:
[0036](I)将韭菜粉末250°C高温炭化4h ；
[0037](2)将⑴得到的产物与水混合，得到黑色混浊液；
[0038](3)将黑色混池液用离心机以4000r/min转速离心lOmin，再用截留分子量为500?100Da的透析袋透析48h，最终得到蓝色荧光碳点溶液。
[0039]实施例1制备碳点的紫外可见吸收光谱图和不同波长光激发下的荧光光谱图见图1，其中I?6分别是激发波长为300nm、310nm、320nm、330nm、340nm和350nm激发下的荧光光谱图，7是紫外可见吸收光谱图。
[0040]实施例2
[0041]蓝色荧光碳点的制备:
[0042](I)将韭菜粉末300°C高温炭化3h ；
[0043](2)将⑴得到的产物与水混合，得到黑色混浊液；
[0044](3)将黑色混池液用离心机以4000r/min转速离心lOmin，再用截留分子量为500?100Da的透析袋透析48h，最终得到蓝色荧光碳点溶液。
[0045]制备的蓝色荧光碳点的透射电镜图见图2。
[0046]实施例3
[0047]蓝色荧光碳点的制备:
[0048](I)将韭菜粉末350°C高温炭化2h ；
[0049](2)将⑴得到的产物与水混合，得到黑色混浊液；
[0050](3)将黑色混池液用离心机以4000r/min转速离心lOmin，再用截留分子量为500?100Da的透析袋透析48h，最终得到蓝色荧光碳点溶液。
[0051]制备的蓝色荧光碳点的红外光谱图见图3，从图中可以看出，3420cm—1和2928CHT1峰归属于O-H和CH2伸缩振动，1670cm ―1峰归属于C = O