本发明涉及荧光碳纳米材料
技术领域：
，特别涉及一种n，p掺杂碳量子点、其制备方法及应用。
背景技术：
碳点作为碳纳米材料家族中新的一员，碳点具有很多优越的荧光性质，如通过改变尺寸和激发波长可调控其荧光发射、耐光漂白、无光闪烁。碳元素是构成生物体所需的重要元素之一，由它构成的碳点本身生物毒性低，具有良好的环境友好性和生物相容性。此外，制备碳点的反应条件温和，步骤简单，原料丰富且廉价。碳点表面富含羧基、羟基等亲水基团，具有很好的水溶性。相对于金属量子点而言，碳量子点无毒，对环境的危害小，造价也更便宜。由它制成的传感器可以用来探测爆炸物和炭疽热等生化战剂。具有良好的生物相容性及低毒性的碳点，适用于生命科学研究。salinas-castillo等以柠檬酸为碳源，在聚酰亚胺(pei)存在下，微波裂解制备了碳量子点，此碳量子点除了在450～650nm范围内拥有强的荧光发射外，还拥有良好的上转换发光，对cu2+有特异性的检测，因此，他们成功将碳量子点应用于细胞内cu2+的传感(chemcommun，2013，49，1，13-1105)。qin等以面粉为碳源合成了碳量子点，该碳量子点可以选择性地被hg2+淬灭，用于检测hg2+检测极限为0.5nm(sensoractuatorsb-ch，2013，184，156-162)。yazid等采用西米淀粉为碳源，通过碳化和表面氧化制备了碳量子点，在水溶液中该碳量子点可以作为光学探针被sn2+快速淬灭，并且不受其他金属离子的影响，对sn2+检测极限为0.36μm(analchem，2012，725，90-95)。wang等采用硼掺杂碳量子点作为光学探针，对fe3+进行特异性检测，检测限为0.3μm(microchimacta2016，183，273-279)。钴元素是我们人体必需元素之一，是维生素b12的重要组成部分。维生素b12能有助于我们发挥造血功能，并对蛋白质的新陈代谢有一定作用，还可促进部分酶合成，并有助于增强其活性。但是一些水中重金属钴离子，浓度超标时也会引起很多严重的健康问题，如低血压、瘫痪、腹泻和骨质缺陷等，也会导致活细胞的基因突变。此外，放射性钴(如钴-60)还是重要的核污染物。因此，寻找一种有效检测钴离子的方法正成为越来越急切的需求。最近，chen的小组报道了碳量子点作为co2+的检测探针，其检测限在5μm，且原料的制备很麻烦(rscadv.，2016，6，67481-67487)。li的团队从半胱氨酸合成了碳量子点用于co2+的反应检测，半胱氨酸量子点表面的反应基团对于钴离子也有着特异性的响应，且检测限为2μm(rscadv.，2015，5，2285-2291)。anilh.gore等人研究了改性的硫化镉量子点探针检测钴离子，发现这种无机量子点对于钴离子有着良好的特异性检测(acsappl.mater.interfaces2012，4，5217-5226)。这些检测方法虽然能特异性检测钴离子，但是都存在着制备麻烦，且灵敏度不足的缺点。在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的可用于钴离子检测的碳量子点，不仅制备方法繁琐，而且对钴离子检测的灵敏度不足。技术实现要素：鉴于此，本发明提供一种n，p掺杂碳量子点、其制备方法及应用，所述n，p掺杂碳量子点制备方法简单，且所得n，p掺杂碳量子点可十分灵敏地用于钴离子检测。具体而言，包括以下的技术方案：根据本发明的第一方面，本发明提供了一种n，p掺杂碳量子点的制备方法，胞二磷胆碱作为碳源，和乙二胺进行水热反应，提纯得到所述n，p掺杂碳量子点，所述n，p掺杂碳量子点的组分以质量百分比计包括碳47％～49％，氧27％～29％，氮17％～19％，磷3％～5％。经水热反应获得碳量子点为本领域现有技术，具体条件可由本领域技术人员经试验确定。优选的，所述n，p掺杂碳量子点的平均粒径为2.1～3.4nm，层间距为0.25～0.35nm，平均荧光寿命为3.4～4.0ns。具体的，所述水热反应的原料包括胞二磷胆碱、乙二胺和水，每0.3±0.015g胞二磷胆碱加入0.1±0.005g乙二胺和10～15ml水。优选的，所述水热反应温度为180～220℃，更优选为180～200℃，最优选为180～190℃(如最优选180℃、185℃等)。优选的，所述水热反应时间为4～8h。一般碳量子点经水热反应的形成过程包括如下几个步骤：首先形成各种水溶性的聚合物；随后，聚合物在高温下发生中度碳化形成无序结构的纳米点；再随着反应时间的增加，无序纳米结构的纳米点完全碳化形成具有晶格的碳量子点。如果水热反应温度较低或者时间不足的话，无法形成碳量子点。具体的，所述提纯方法为：待所述水热反应产物冷却后，离心、过滤、冷冻干燥，得到所述n，p掺杂碳量子点。进一步的，所述冷却是冷却至10～25℃；所述离心是在11000～13000rpm的条件下离心8～12min；所述冷冻干燥的温度为-50～-45℃，压力为8～10pa，处理时间为20～28h。优选的，所述水热反应的具体操作步骤是：将胞二磷胆碱和乙二胺加入水中，在10～25℃下于400～600r/min速度下搅拌使之完全溶解(一般需要20～40min)，然后进行水热反应。根据本发明的第二方面，本发明提供了上述制备方法得到的n，p掺杂碳量子点。根据本发明的第三方面，本发明提供了所述n，p掺杂碳量子点在检测钴离子中的应用。取钴离子，配成不同浓度梯度的钴离子溶液，加入n，p共掺杂碳量子点，通过荧光猝灭检测其钴离子浓度。随着钴离子浓度增大，荧光不断的减弱。本发明所书n，p掺杂碳量子点可对污水中钴离子的进行检测，检测下限可达到53.0nm。根据本发明的第四方面，本发明提供了所述n，p掺杂碳量子点在检测细胞中维生素b12中的应用。取少量维生素b12，配成低浓度的pbs溶液，并将其与细胞一同培养，加入本发明所述n，p共掺杂碳量子点后观察荧光猝灭的浓度。本发明所述碳量子点对维生素b12有着良好的响应，随着细胞中维生素b12浓度增大，荧光不断的减弱。本发明所述碳量子点可对细胞中维生素b12的进行有效检测，发现其检测限达到81.0nm。本发明所述n，p掺杂碳量子点还可用于人肺腺癌细胞荧光成像。取人肺腺癌细胞制成单细胞悬液，置于37℃的co2培养箱接种12h后，弃去原有的培养液，加入用牛血清蛋白(dmem)培养液配制的0.5mg/ml的n，p共掺杂碳量子点水溶液，在co2培养箱中静置4h后，弃去原有的n，p共掺杂碳量子点水溶液，用pbs缓冲液清洗3次后，加入适量的5％的多聚甲醛溶液，在4℃的冰箱过夜固定后使用激光扫描共聚焦荧光显微镜在明场、紫外光、蓝光、绿光和红光激发下观察细胞荧光状态，并拍照记录。发现细胞形态良好，可见本发明所述n，p共掺杂碳量子点没有细胞毒性，可以用于追踪活细胞；同时，激发波长在488nm时，细胞显示绿色荧光，激发波长在543nm时，细胞显示红色荧光，表明本发明所述n，p共掺杂碳量子点具有多色发光的性能。具体的，所述人肺腺癌细胞为人肺癌细胞a549细胞。本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：1、本发明使用胞二磷胆碱为碳源，一步制备n，p共掺杂碳量子点，制备方法简单。2、本发明所述n，p共掺杂碳量子点尺寸小，并且具有良好的水溶性、优越的荧光性能和良好的生物相容性等特点，而且量子产率较高。3、本发明所述n，p共掺杂碳量子点对钴离子检测最为灵敏，随着钴离子浓度增大，荧光不断的减弱。本发明所述n，p共掺杂碳量子点可对污水中钴离子的进行检测，发现其具有很低的检测限，可达到53.0nm(现有技术中钴离子检测限是210nm，检测方法为：使用硫化镉量子点，量子点颜色随着钴离子浓度的增加而加深，使用荧光分光光度计对其荧光进行测量，通过计算获得钴离子浓度)。4、本发明所述n，p共掺杂碳量子点对维生素b12有着良好的响应，随着细胞中维生素b12浓度增大，荧光不断的减弱。本发明所述n，p共掺杂碳量子点可对细胞中维生素b12的进行有效检测，发现其具有很低的检测限，达到81.0nm。5、本发明所述n，p共掺杂碳量子点通过细胞培养实现了癌细胞成像的应用，且具有多色发光的性能。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点的透射电镜图，其中a为透射电镜图，b为n，p共掺杂碳量子点的粒径分布图。图2是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点的x射线衍射图。图3是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点不同激发波长下的发射光谱图。图4是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点的xps光谱图。图5是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点在不同ph值下的荧光光谱图。图6是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点在不同盐浓度下的荧光光谱图。图7是本发明实施例1制备的n，p共掺杂的碳量子点荧光衰减曲线图。图8是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点的紫外吸收光谱图、荧光激发和发射光谱的组合图。图9是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点与nih3t3细胞培养后的毒性实验结果。图10是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点在不同离子下的相对荧光强度比较图。图11是本发明实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点不同钴离子浓度下的荧光发射光谱图。图12是本发明实施例1的n，p共掺杂碳量子点不同维生素b12浓度下的荧光发射光谱图。图13本发明实施例1的n，p共掺杂碳量子点与a549细胞培养后的激光共聚焦显微镜成像图。具体实施方式为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。根据本发明的第一方面，本发明提供了一种n，p掺杂碳量子点的制备方法，以胞二磷胆碱为碳源，和乙二胺进行水热反应，提纯得到所述n，p掺杂碳量子点，所述n，p掺杂碳量子点的组分以质量百分比计包括碳47％～49％，氧27％～29％，氮17％～19％，磷3％～5％。经水热反应获得碳量子点为本领域现有技术，具体条件可由本领域技术人员经试验确定。优选的，所述n，p掺杂碳量子点的平均粒径为2.1～3.4nm，层间距为0.25～0.35nm，平均荧光寿命为3.4～4.0ns。具体的，所述水热反应的原料包括胞二磷胆碱、乙二胺和水，每0.3±0.015g胞二磷胆碱加入0.1±0.005g乙二胺和10～15ml水。优选的，所述水热反应温度为180～220℃，优选为180～200℃，更优选为180～190℃(如最优选180℃、185℃等)。优选的，所述水热反应时间为4～8h。一般碳量子点经水热反应的形成过程包括如下几个步骤：首先形成各种水溶性的聚合物；随后，聚合物在高温下发生中度碳化形成无序结构的纳米点；再随着反应时间的增加，无序纳米结构的纳米点完全碳化形成具有晶格的碳量子点。如果水热反应温度较低或者时间不足的话，无法形成碳量子点。具体的，所述提纯方法为：待所述水热反应产物冷却后，离心、过滤、冷冻干燥，得到所述n，p掺杂碳量子点。进一步的，所述冷却是冷却至10～25℃；所述离心是在11000～13000rpm的条件下离心8～12min；所述冷冻干燥的温度为-50～-45℃，压力为8～10pa，处理时间为20～28h。优选的，所述水热反应的具体操作步骤是：将胞二磷胆碱和乙二胺加入水中，在10～25℃下于400～600r/min速度下搅拌直到其完全溶解(一般需要20～40min)，然后进行水热反应。根据本发明的第二方面，本发明提供了上述制备方法得到的n，p掺杂碳量子点。根据本发明的第三方面，本发明提供了所述n，p掺杂碳量子点在检测钴离子中的应用。取钴离子，配成不同浓度梯度的钴离子溶液，加入本发明所述n，p共掺杂碳量子点，通过荧光猝灭检测其钴离子浓度。随着钴离子浓度增大，荧光不断的减弱。本发明所述n，p掺杂碳量子点可对污水中钴离子的进行检测，检测下限可达到53.0nm。根据本发明的第四方面，本发明提供了所述n，p掺杂碳量子点在检测细胞中维生素b12中的应用。取少量维生素b12，配成低浓度的pbs溶液，并将其与细胞一同培养，加入本发明所述n，p共掺杂碳量子点后观察荧光猝灭的浓度。本发明所述碳量子点对维生素b12有着良好的响应，随着细胞中维生素b12浓度增大，荧光不断的减弱。本发明所述碳量子点可对细胞中维生素b12的进行有效检测，发现其具检测限达到81.0nm。本发明所述n，p掺杂碳量子点还可以用于人肺腺癌细胞荧光成像。取人肺腺癌细胞制成单细胞悬液，置于37℃的co2培养箱接种12h后，弃去原有的培养液，加入用牛血清蛋白dmem培养液配制的0.5mg/ml的n，p共掺杂碳量子点水溶液，在co2培养箱中静置4h后，弃去原有的n，p共掺杂碳量子点水溶液，用pbs缓冲液清洗3次后，加入适量的5％的多聚甲醛溶液，在4℃的冰箱过夜固定后使用激光扫描共聚焦荧光显微镜在明场、紫外光、蓝光、绿光和红光激发下观察细胞荧光状态，并拍照记录。发现细胞形态良好，可见本发明所述n，p共掺杂碳量子点没有细胞毒性，可以用于追踪活细胞；同时，激发波长在488nm时，细胞显示绿色荧光，激发波长在543nm时，细胞显示红色荧光，表明本发明所述n，p共掺杂碳量子点具有多色发光的性能。具体的，所述人肺腺癌细胞为人肺癌细胞a549细胞。本发明实施例中所用试剂如下：胞二磷胆碱：阿拉丁试剂(上海)有限公司生产，纯度97％；乙二胺：国药集团化学试剂有限公司生产，分析纯；蒸馏水：自制，由去离子水蒸馏得到。实施例1n，p共掺杂碳量子点的制备：步骤1，称取0.6g的胞二磷胆碱粉末置于50ml的干净烧杯中，加入0.2g乙二胺，30ml的蒸馏水，完全溶解得到无色透明的水溶液。步骤2，将无色溶液转移到聚四氟乙烯水热反应釜中，置于真空干燥箱中，在180℃下恒温加热8h。步骤3，反应结束后，待合成产物自然冷却至室温，将得到黄色溶液。步骤4，将得到的黄色溶液置于离心机中以12000r/min的转速离心10min，接着用0.22μm的微孔滤头进行过滤后得到澄清的碳量子点溶液。步骤5，将得到澄清的碳量子点溶液通过真空冷冻干燥，其中温度为-48℃，时间为24h，压力为8.7pa，得到n，p共掺杂碳量子点粉末。对所得n，p共掺杂碳量子点粉末进行以下检测：采取5mg/mln，p共掺杂碳量子点的水溶液覆盖碳膜的铜网上，室温晾干后用日本hitachi公司生产的h-7650型透射电镜表观察样品的形貌和分散情况。结果如图1所示。图中显示出n，p共掺杂碳量子点分散性良好，均匀，没有团聚，n，p共掺杂碳量子点平均粒径为2.9nm，层间距大约是0.31nm。由美国布鲁克公司x射线衍射仪采集xrd数据，测试条件为：铜靶，管电压40kv，管电流100ma，扫描速度2°/min，测试范围为10-85°。结果如图2所示。图中显示出n，p共掺杂碳量子点层间距在0.304nm，与图1透射电镜晶格图形中的层间距相似。采用美国瓦里安公司生产的caryeclipse荧光分光光度计来测试样品的激发波长、发射波长和荧光强度。测试范围：200～800nm，激发狭缝宽度：5nm，发射狭缝：5nm。结果如图3所示，表明n，p共掺杂碳量子点拥有激发波长依赖性。x射线光电子能谱采用美国thermal公司生产的escalab250电子能谱仪对样品进行表征。测试条件为：500μm光斑，测试功率150w，单色alka(hv＝1486.6ev)，能量分析器固定透过能20ev。结果如图4所示。图中显示出n掺杂的碳量子点含有c、n、o和p，其中c的含量为58.1％，o的含量为21.63％，n的含量为17.2％，p的含量为3.07％。将5mm的量子点溶液分别配制在不同ph值下的缓冲溶液中，采用美国瓦里安公司生产的caryeclipse荧光分光光度计来测试样品的激发波长、发射波长和荧光强度。测试范围：200～800nm，激发狭缝宽度：5nm，发射狭缝：5nm。结果如图5所示。图中显示出ph值为1和13的时候，n，p共掺杂的碳量子点的荧光仍然保持稳定。将5mm的量子点溶液分别配制在不同浓度下的氯化钠溶液中，采用美国瓦里安公司生产的caryeclipse荧光分光光度计来测试样品的激发波长、发射波长和荧光强度。测试范围：200～800nm，激发狭缝宽度：5nm，发射狭缝：5nm。结果如图6所示。图中显示出盐浓度达1mol/l时，n，p共掺杂的碳量子点的荧光仍然保持稳定。采用美国的horibajobinyvon公司生产的fm-4p-tcspc型稳态/瞬态荧光光谱仪检测样品的荧光寿命，测试波长范围：200nm～850nm，荧光寿命测试范围：100ps～50μs。结果如图7所示。图中显示出n，p共掺杂的碳量子点在激发波长430nm的平均荧光寿命为3.59ns。采用美国瓦里安公司生产的cary-50型光谱仪来分析样品的分子结构。测试条件为：分辨率0.1nm，扫描范围200～800nm，波段采样间隔0.5nm。结果如图8所示。图中显示出n，p共掺杂碳量子点在250nm处有一个强的吸收峰，这是因为π-π*电子跃迁所造成的，最大的激发波长为360nm，最大的发射波长为440nm。实施例2n，p共掺杂碳量子点的制备：步骤1，称取0.6g的胞二磷胆碱粉末置于50ml的干净烧杯中，加入0.2g乙二胺、30ml的蒸馏水，完全溶解得到无色透明的水溶液。步骤2，将无色溶液转移到聚四氟乙烯水热反应釜中，置于真空干燥箱中，在180℃下恒温加热4h。步骤3，反应结束后，待合成产物自然冷却至室温，将得到的黄色溶液。步骤4，将得到的黄色溶液置于离心机中以12000r/min的转速离心10min，接着用0.22μm的微孔滤头进行过滤后得到澄清的碳量子点溶液。步骤5，将得到澄清的碳量子点溶液通过真空冷冻干燥，其中温度为-48℃，时间为24h，压力为8.7pa，得到n，p共掺杂碳量子点的粉末。实施例3n，p共掺杂碳量子点的制备：步骤1，称取0.6g的胞二磷胆碱粉末置于50ml的干净烧杯中，加入0.2g乙二胺，30ml的蒸馏水，完全溶解得到无色透明的水溶液。步骤2，将无色溶液转移到聚四氟乙烯水热反应釜中，置于真空干燥箱中，在180℃下恒温加热6h。步骤3，反应结束后，待合成产物自然冷却至室温，将得到的黄色溶液。步骤4，将得到的黄色溶液置于离心机中以12000r/min的转速离心10min，接着用0.22μm的微孔滤头进行过滤后得到澄清的碳量子点溶液。步骤5，将得到澄清的碳量子点溶液通过真空冷冻干燥，其中温度为-48℃，时间为24h，压力为8.7pa，得到n，p共掺杂碳量子点的粉末。实施例4n，p共掺杂碳量子点的制备：步骤1，称取0.6g的胞二磷胆碱粉末置于50ml的干净烧杯中，加入0.2g乙二胺，30ml的蒸馏水，完全溶解得到无色透明的水溶液。步骤2，将无色溶液转移到聚四氟乙烯水热反应釜中，置于真空干燥箱中，在180℃下恒温加热24h。步骤3，反应结束后，待合成产物自然冷却至室温，将得到的黄色溶液。步骤4，将得到的黄色溶液置于离心机中以12000r/min的转速离心10min，接着用0.22μm的微孔滤头进行过滤后得到澄清的碳量子点溶液。步骤5，将得到澄清的碳量子点溶液通过真空冷冻干燥，其中温度为-48℃，时间为24h，压力为8.7pa，得到n，p共掺杂碳量子点的粉末。实施例5采用荧光分光光度计检测实施例1、2、3和4制得的n，p共掺杂碳量子点粉末的荧光强度，结果如表1所示。表1在180℃下水热法反应时间对量子点荧光强度的影响反应时间/h46824荧光强度520610650550从表1可知在180℃下水热法合成n，p共掺杂碳量子点的最佳反应时间为8h。水热反应时间对荧光强度的影响，主要原因在于最后碳化是否完全，以及表面基团的迁移变化。实施例6采用硫酸奎宁作为参比物质，它的荧光量子产率为54％。首先，称取适量的硫酸奎宁粉末溶于0.1m的硫酸溶液中，适量的实施例1所得n，p共掺杂碳量子点粉末溶于蒸馏水中；然后，在激发波长为360nm下同时测定n，p共掺杂碳量子点和硫酸奎宁的吸光度值，使得两者的吸光度值都小于或等于0.05；同时，在激发波长为360nm下测定n，p共掺杂碳量子点和硫酸奎宁的荧光发射光谱，计算出两者的积分荧光强度。最后，n，p共掺杂碳量子点的相对荧光强度通过以下的公式计算：上述公式中，中s和φr分别表示样品的荧光量子产率和硫酸奎宁的荧光量子产率；fs和fr分别表示样品的积分荧光强度和硫酸奎宁的积分荧光强度；as和ar分别表示样品的吸光度值和硫酸奎宁的吸光度值；两者的η均为1.33。结果如表2所示，其中a为吸光度。由量子点量子产率的平均值可以看出其量子产率在27.03％，相比较其他碳量子点一般20％以下的量子产率，本发明所述n，p共掺杂碳量子点的量子产率较高，且制备方法较简单。表2n，p共掺杂碳量子点在不同吸光度下的荧光量子产率实施例7噻唑兰(mtt)比色法是一种检测细胞和生长的方法。其检测的原理是活细胞线粒体中的琥铂酸脱氢酶能被mtt还原成不溶于水的蓝紫色甲臜(formazan)结晶，同时沉积在活细胞中，而死细胞无此功能。然后用二甲基亚砜(dmso)溶解细胞中的甲臜，采用酶标仪检测特定吸收波长的吸光度值，在碳量子点加入前后进行吸光度值大小的比较，可间接反映样品里活细胞的数量。结果如图9所示(图9中纵坐标是细胞存活率，横坐标是碳量子点的不同浓度)。图中显示实施例1所得n，p共掺杂碳量子点的细胞毒性统计数据。通过比较24h细胞存活率，其细胞存活率均在85％以上，细胞毒性都在0级或1级分布。这一结果表明，本发明所述n，p共掺杂碳量子点没有明显的细胞毒性，具有良好的细胞相容性，可以应用于细胞荧光或细胞检测等生物材料领域。实施例8将各种金属离子溶于蒸馏水配制成0.5μm的溶液，然后分别加入等体积实施例1所制备的n，p共掺杂碳量子点的水溶液中(10mg/ml)，在紫外灯的照射下看荧光的情况；最后再测试各种含有金属离子的n，p共掺杂碳量子点水溶液的荧光发射光谱。结果如图10所示，图中是碳量子点分别在0.5mm的na+，k+，ba2+，mg2+，zn2+，cd2+，mn2+，ni2+，ca2+，co2+，ag+，hg2+，pb2+，cu2+，fe3+和fe2+溶液中的荧光响应图，其中，纵坐标f/f0是指加入碳量子点后的金属离子荧光强度和未加入碳量子点之前金属离子荧光强度大小的比值。从图中可以知道，荧光强度发生明显减弱的离子是co2+，大约80％的荧光被淬灭。实施例9将钴离子配制成不同浓度的水溶液，然后分别加入等体积的实施例1所制备的n，p共掺杂碳量子点的水溶液中，最后再测试各种含有钴离子的n，p共掺杂碳量子点水溶液的荧光发射光谱。随着钴离子的浓度的增加，n，p共掺杂碳量子点的荧光强度下降，钴离子浓度在5.0mm时，n，p共掺杂碳量子点的荧光基本淬灭，检测限达到53.0nm(根据图11得到公式检测下限stern-volmer方程δf/f0＝0.00867c+0.00702，在低浓度时进行推断得到的)，如图11所示，其中，纵坐标δf/f0是指加入金属离子后的碳量子点荧光强度的下降值和未加入金属离子之前碳量子点荧光强度大小的比值，横坐标c为钴离子浓度。实施例10取少量维生素b12，配成低浓度的pbs溶液，加入本发明实施例1所制备的n，p共掺杂碳量子点后观察荧光猝灭的浓度(n，p共掺杂碳量子点的浓度为0.5mg/ml)。随着维生素b12浓度的增加，n，p共掺杂碳量子点的荧光强度下降，维生素b12浓度在8.0mm时，n，p共掺杂碳量子点的荧光基本淬灭，随着维生素b12浓度的增加，n，p共掺杂碳量子点的荧光强度下降，检测限达到81.0nm，如图12所示(其中纵坐标为加入维生素b12后的碳量子点荧光强度；根据图12得到公式检测下限stem-volmer方程，δf/f0＝0.0267c+0.00427推测得知检测限，其中δf/f0是指在最大激发波长355nm波长激发下，加入维生素b12后的碳量子点荧光强度的下降值和未加入维生素b12之前碳量子点荧光强度大小的比值，c为维生素b12浓度)其中top至bottom的浓度分别为8.0mm，7.0mm，6.0mm，5.0mm，4.0mm，3.0mm，2.5mm，2.0mm，1.5mm，1.0mm，0.75mm，0.5mm，0.25mm，125μm，25μm，5.0μm，1.0μm，和0.2μm。实施例11取出生长状况良好的人肺癌细胞a549细胞，在酒精灯下把培养瓶打开，弃去原有的培养液，加入2mlpbs缓冲液清洗细胞的表面2次，弃去pbs后，加入1ml的胰蛋白酶消化液充分消化后，吸取适量的10％胎牛血清dmem培养液终止消化，反复的轻轻吹打细胞使其从瓶壁脱落，使其形成均匀的单细胞悬液，吸取1ml的细胞悬液于petri培养皿中，置于37℃的co2培养箱接种12h后，弃去原有的培养液，加入用dmem培养液配制的0.5mg/ml的n，p共掺杂碳量子点水溶液，在co2培养箱中静置4h后，弃去原有的n，p共掺杂碳量子点水溶液，用pbs缓冲液清洗3次后，加入适量的5％的多聚甲醛溶液，在4℃的冰箱过夜固定后，使用激光扫描共聚焦荧光显微镜在明场、紫外光(uv)、蓝光(blue)、绿光(green)和红光(red)激发下观察细胞荧光状态，并拍照记录。激发波长在488nm时，细胞显示的绿色荧光，激发波长在543nm时，细胞显示的红色荧光，表明碳量子点具有多色发光的性能。实施例1制备的n，p共掺杂碳量子点水溶液(0.5mg/ml)用于标记a549细胞，如图13所示，细胞形态良好，可见n，p共掺杂碳量子点没有细胞毒性，可以用于追踪活细胞。实施例12n，p共掺杂碳量子点的制备：称取0.6g的胞二磷胆碱粉末置于50ml的干净烧杯中，加入0.2g乙二胺、30ml的蒸馏水，完全溶解得到无色透明的水溶液。将无色溶液转移到聚四氟乙烯水热反应釜中，置于真空干燥箱中，在200℃下恒温加热8h。反应结束后，待合成产物自然冷却至室温，将得到黄色溶液。再将其离心、过滤之后得到n，p共掺杂碳量子点溶液，经冷冻干燥后得到n，p共掺杂碳量子点的粉末。经表征得知，其平均粒径在2.1nm；其组成成分与实施例1所制备的n，p共掺杂碳量子点相比变化不大(其中c的含量为56.2％，o的含量为24.3％，n的含量为16.1％，p的含量为3.4％)；在不同ph值下和盐浓度内，其荧光均能保持稳定。以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12