本发明涉及一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，特别涉及一种表面带正电荷的，可实现在细菌表面智能集结并不发生淬灭的，发射光谱符合光学治疗窗口的，溶解性良好的，具有良好的稳定性、杀菌效果显著、有效根除生物膜、促进皮肤及黏膜伤口快速愈合、生物安全性高的制备方法。
背景技术：
1、碳量子点作为一种新型的碳纳米材料，具有巨大的临床治疗潜力，已经在抗癌靶向药物，生物成像，dna检测等领域广泛使用，近十几年，人们发现碳量子点经过表面的不同功能化修饰后，可实现相应的不同效果的增强。比如通过表面改性后，其可以通过光动力释放ros等活性物质，利用非特异性抗菌机制（物理纳米刀切割）对细菌进行快速有效性杀灭，很大程度上解决了抗生素过度使用产生的耐药性难题。
2、目前碳量子点的主要抗菌机制被总结为细菌细胞膜的破坏和ros的生成。ros能够显著实现抗菌需求，而ros的生成的前提是其本身荧光的发射。当体内致病菌出现时，带有正电荷的碳量子点首先通过静电吸附集结在带负电的致病菌表面，随着时间的积累，在致病菌没有被杀死之前，就会在细菌表面集结大量碳量子点。碳量子点在大量积累时，就会出现荧光淬灭现象，导致荧光效应减弱，荧光效应的减弱将直接影响ros的释放源数量和释放速率。因此首先需要解决碳量子点在大量聚集时的荧光淬灭现象，其次需要考虑碳量子点在聚集后不发生淬灭时，发射光谱是否符合光学治疗窗口（600-1400nm），最后，还要考虑优化后的碳量子点的溶解性，抗菌效果和生物安全性等问题，这些问题得不到解决，将严重影响碳量子点在实际应用尤其是在临床治疗过程中的性能发挥和细胞安全性。
3、综上所述，开发一种表面带正电荷的，可实现在细菌表面智能集结并不发生淬灭的，发射光谱符合光学治疗窗口的，溶解性良好的，具有良好抗菌性和生物安全性的碳量子点，是目前碳量子点在临床抗菌治疗中急需解决的技术难题。
4、本发明将含碳物质、含氮物质、含硼物质、含钡物质、含硅物质、盐类物质、金属类物质、含氮物质衍生物类物质等进行混合处理，合成一种表面带正电荷的，可克服荧光淬灭且发射光谱符合光治疗窗口的，同时具有良好的溶解性和稳定性、杀菌效果显著、有效根除生物膜、促进皮肤及黏膜伤口快速愈合、生物安全性高的碳量子点。使用含碳物质作为碳源，不仅保证碳基量子点对组织细胞的安全性，同时可较易完成其表面的功能化修饰，为后续的避免淬灭，光谱调节和溶解性调控做铺垫。含氮物质可在提供氮元素的前提下保证碳量子点表面挂载大量氨基，溶解后可形成正电，保证其定向吸附到致病菌表面，其他如含硼物质、含钡物质、含硅物质、盐类和含氮物质衍生物等物质，可在原位合成中，通过原位生成和调节碳量子点的表面官能团，实现其他如避免荧光淬灭，调节光谱范围，溶解性增强，生物安全性以及稳定性等功能。
5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、1. 原位合成具有抵抗聚集情况下荧光淬灭的的碳量子点；
2、2.在原位合成可溶解的具有抵抗聚集荧光淬灭碳量子点的同时，原位调节其符合光治疗窗口的发射光谱；
3、3. 在原位合成可溶解的具有抵抗聚集荧光淬灭及发射符合光学治疗窗口光谱的碳量子点的同时，原位调节其在细菌表面的智能集结响应性和溶解性；
4、4. 在原位合成可溶解的具有抵抗聚集荧光淬灭和良好溶解性的、发射符合光学治疗窗口光谱的碳量子点的同时，加入金属类物质和含氮物质衍生物类物质可原位调节保证其良好的生物安全性和抗菌性能。
5、本发明采取以下技术方案：一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，特别涉及一种表面带正电荷的，可实现在细菌表面智能集结并不发生淬灭的，发射光谱符合光学治疗窗口的，溶解性良好的，具有良好的稳定性、杀菌效果显著、有效根除生物膜、促进皮肤及黏膜伤口快速愈合、生物安全性高的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤一：将含碳物质、含氮物质和溶剂混合，标记为混合物a；
7、步骤二：将含硼物质、含钡物质、含硅物质、盐类、金属类物质及含氮物质衍生物类物质与溶剂混合，标记为混合物b；
8、步骤三：将混合物a和混合物b混合，得到混合物c;
9、步骤四：对混合物c进行处理得到混合物d；
10、步骤五：将混合物d进行过滤得到滤液a；
11、步骤六：将滤液a透析得到透析液a；
12、步骤七：将透析液a通过干燥得到所需碳量子点。本发明具有以下优点：合成的碳量子点表面带正电荷，可实现在细菌表面智能集结并不发生淬灭，发射光谱符合光学治疗窗口，溶解性良好，具有良好稳定性、杀菌效果显著、有效根除生物膜、促进皮肤及黏膜伤口快速愈合和生物安全性。
13、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的含碳物质包含固态，气态和液态的所有含碳有机物和含碳无机物中的一种或几种。
14、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的含氮类物质为包含固态，气态和液态的所有含氮有机物和含氮无机物中的一种或几种。
15、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，制备混合物a所使用的溶剂为水、乙醇、乙醚、丙酮、dmf、冰醋酸、氯仿、四氯化碳、甲苯、乙二醇、丙二醇等实验常用溶剂中的一种或几种溶剂的混合液。
16、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的水可为自来水、泉水、井水、饮用纯净水、去离子水中，电解水以及其他类型水的一种或者几种水的混合液，保证溶剂水中不含阻止实验成功的物质即可。
17、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的含硼物质为硼的氧化物，硼的氢化物，硼氢化物，卤化硼，氟硼酸，硼酸，多硼酸盐，金属硼化物，硼杂环化合物及其它的含硼物质中的一种或几种。
18、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的含钡物质为有氧化钡、醋酸钡、钛酸钡、碳酸钡、过氧化钡、氯酸钡、氯化钡、硝酸钡以及其他含钡元素的物质中的一种或几种。
19、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的含硅物质为硅酸钠硅、 硅酸、二氧化硅、硅酸钙以及其他含硅物质中的一种或几种。
20、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的盐类物质为氯化钠，氯化钙，钠的有机盐和无机盐，钙的有机盐和无机盐和其他所有有机盐和无机盐中的一种或几种。
21、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的金属类物质为铁，金，银，铂，铜，锌等元素周期表中所有金属的金属单质，金属化合物及其他含金属物质中的一种或几种。
22、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的含氮物质衍生物类物质为所有含氨衍生物，含氨基的衍生物，氨基衍生物，类氨基衍生物中的一种或几种。
23、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，所用的氯化钠为医药级氯化钠、食品级氯化钠、工业级氯化钠、纯品级氯化钠，特级氯化钠，其他购买或自制的氯化钠里面的一种或几种。保证氯化钠中不含阻止实验成功的物质即可。
24、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，合成碳量子点所用的处理方法为“自下而上”和“自上而下”法其中的一种。
25、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，合成碳量子点所用的处理方法为酸性氧化法、热分解法、水热合成法、微波辅助合成法、激光辐照法、电化学法、纳米反应辅助合成法、等离子体法其中的一种或几种。
26、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将混合物d进行过滤时，所用的过滤方法，可以是重力过滤、加压过滤、真空过滤、离心过滤或磁与真空过滤相结合过滤等的一种或几种方式。
27、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，对混合物d进行过滤处理的次数范围为1~10000次。
28、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，对混合物d进行过滤处理的滤膜的孔径范围为0.01μm~10000μm。
29、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将滤液a进行透析时，所用的透析膜可以是标准膜和生物技术膜中的一种或两种。
30、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将滤液a进行透析时，所用的透析膜的材质可以是聚偏二氟乙烯（pvdf）中、纤维素酯(ce)、再生纤维素(rc)中的一种或几种。
31、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将滤液a进行透析时，所用的透析膜的形状为平片膜、管状膜、卷装透析管、卷状透析袋、即用透析装置(rdd)中的一种或几种。
32、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将滤液a进行透析时，所用的卷装透析管分为干型、预处理型中、预湿型的一种或几种。
33、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将滤液a进行透析时，所用的即用透析装置(rdd)为tube-a-lyzer、float-a-lyzer g2或透析包中的一种或几种。
34、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将滤液a进行透析时，所用的透析时间范围为0.01毫秒~10000分钟。
35、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将滤液a进行透析时，所用需透析次数范围为1 ~10000次。
36、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将滤液a进行透析时，所用涉及的透析膜的截留分子量范围为0.01~18000。
37、所述的一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，其特征在于，将透析液a进行干燥时，所用的干燥方法为减压干燥、喷雾干燥、常压干燥、沸腾干燥或冷冻干燥中的一种或几种。
38、实施方式
39、为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明技术方案进一步说明，但本发明并不受其限制。
40、一种智能细菌响应的抗菌碳量子点的制备方法，特别涉及一种表面带正电荷的，可实现在细菌表面智能集结并不发生淬灭的，发射光谱符合光学治疗窗口的，溶解性良好的，具有良好的稳定性、杀菌效果显著、有效根除生物膜、促进皮肤及黏膜伤口快速愈合、生物安全性高的制备方法。
41、实施例1
42、步骤一：将2mol苯酚，10ml尿素与30ml乙二醇混合，标记为混合物a；
43、步骤二：将1g氨硼烷，1g硫酸钡，1g二氧化硅，2g食盐，0.5mol氯铂酸，1mol蛋白粉与50ml纯净水和50ml乙二醇混合，标记为混合物b；
44、步骤三：将混合物a和混合物b混合1小时，得到混合物c;
45、步骤四：对混合物c进行水热处理72小时得到混合物d；
46、步骤五：将混合物d进行离心过滤20次，约150分钟，得到滤液a；
47、步骤六：将液a用截留分子量为300的透析膜透析3次，约72小时，得到透析液a；
48、步骤七：将透析液a通过常温干燥60小时后得到碳量子点。
49、实施例2
50、步骤一：将2g淀粉，2g葡萄糖，3g蛋白粉与20ml乙二醇水溶液（浓度为60%）混合，标记为混合物a；
51、步骤二：将2g硼酸，1g硫酸钡，2g硅酸钠，5g碳酸钠，0.5g铂胶体（10%），2mol牛血清白蛋白与100ml乙二醇混合，标记为混合物b；
52、步骤三：将混合物a和混合物b混合3小时，得到混合物c;
53、步骤四：对混合物c进行水热处理48小时得到混合物d；
54、步骤五：将混合物d进行离心过滤29次，约220分钟，得到滤液a；
55、步骤六：将液a用截留分子量为550的透析膜透析4次，约60小时，得到透析液a；
56、步骤七：将透析液a通过冷冻干燥50小时后得到碳量子点。
57、实施例3
58、步骤一：将4g葡萄糖，3g尿素与50ml乙二醇混合，标记为混合物a；
59、步骤二：将1g硼酸，2g碳酸钡，1g二氧化硅，3g氯化钠，0.5g铂胶体（10%），2mol复合氨基酸与200ml乙二醇水溶液（浓度40%）混合，标记为混合物b；
60、步骤三：将混合物a和混合物b混合4小时，得到混合物c;
61、步骤四：对混合物c进行水热处理65小时得到混合物d；
62、步骤五：将混合物d进行离心过滤35次，约80分钟，得到滤液a；
63、步骤六：将液a用截留分子量为250的透析膜透析3次，约60小时，得到透析液a；
64、步骤七：将透析液a通过沸腾干燥45小时后得到碳量子点。