一种黄色荧光硅量子点及制备方法与应用与流程

1.本发明涉及一种黄色荧光硅量子点及制备方法与应用，属于纳米材料和生物成像行业领域。


背景技术：

2.由于硅量子点(sinps)制备简便、荧光明亮、毒性低、化学稳定性好等优异性能，近年来在荧光纳米材料领域继续受到极大的关注。sinps具有丰富的表面官能团，如有机硅烷官能团提高了硅量子点的性能，使其能够均匀分散到各种固体结构物质中，实现多型混溶性。sinps的光学性质可以通过在合成过程中调整合成条件和试剂，如调整前驱体和有机硅烷之间的联系，或使用不同的溶剂作为反应介质。此外，还引入了各种后处理策略，通过调节制备过程中ph或硅柱色谱分离来调整发射波长。在这些策略中，激发依赖现象在许多sinps中普遍存在，但发射波长的位移往往伴随着荧光强度的下降。因此，有必要开发出一种方便的方法来制备荧光发射不依赖激发性质的长波长荧光硅量子点，来进一步应用于细胞成像中。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种黄色荧光硅量子点制备方法，该方法制备黄色荧光硅量子点操作简单。
4.本发明还提供一种由该方法制备的黄色荧光硅量子点。
5.本发明还提供了使用该方法制备黄色荧光硅量子点在细胞成像方面的应用。
6.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
7.一种黄色荧光硅量子点制备方法，以3-氨丙基三乙氧基硅烷和邻苯二胺为前驱体，经一步溶剂热法合成硅量子点，硅量子点经色谱柱分离得到黄色荧光硅量子点y-sinps。
8.该方法制备黄色荧光硅量子点操作简单，合成方法简单易行。
9.优选地，所述的制备方法，具体的操作步骤如下：
10.1)称取3-氨丙基三乙氧基硅烷和邻苯二胺溶解在去离子水中，加入浓盐酸，超声处理直到混合物澄清；
11.2)将步骤1)得到的混合物转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，160-190℃加热4-6h；
12.3)高压釜冷却至室温时，得到荧光物质；
13.4)使用洗脱剂洗脱，用色谱柱从产物中分离出黄色荧光硅量子点y-sinps。
14.优选地，所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷、邻苯二胺、去离子水、浓盐酸的加入比例为0.4-0.8g：0.3-0.8g：12-20ml：0.15-0.3ml。
15.进一步优选地，浓盐酸的质量分数为36％-38％。
16.优选地，所述的洗脱剂为二氯甲烷和甲醇。
17.进一步优选地，二氯甲烷和甲醇的体积比比例为10:1。
18.一种所述的黄色荧光硅量子点制备方法制备的黄色荧光硅量子点。
19.使用本发明制备方法制备的黄色荧光硅量子点对细胞毒性较低，可以顺利进入细胞中并发出黄色荧光，可以应用于细胞成像的开发中。
20.黄色荧光硅量子点的应用，可以在细胞成像领域上应用。
21.该黄色荧光硅量子点在hela细胞中表现出明亮的黄色荧光，在细胞成像方面具有潜在的应用前景。
22.优选地，将黄色荧光硅量子点与细胞共同孵育，利用共聚焦显微镜检测细胞成像效果。
23.进一步优选地：所述的细胞为hela细胞。
附图说明
24.图1为本发明实验例1中y-sinps的透射电镜图；
25.图2为本发明实验例1中y-sinps的x射线光电子能谱图；
26.图3为本发明实验例1中y-sinps的紫外-可见吸收光谱图；
27.图4为本发明实验例1中y-sinps的荧光光谱图；
28.图5为本发明实施例5中y-sinps的细胞毒性测试结果图；
29.图6为本发明实施例5中y-sinps的细胞成像图。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。除特殊说明的之外，各实施例、实验例中所用的设备和试剂均可从商业途径得到。
31.一、本发明一种黄色荧光硅量子点制备方法的具体实施例
32.以3-氨丙基三乙氧基硅烷和邻苯二胺为前驱体，经一步溶剂热法合成硅量子点，硅量子点经色谱柱分离得到黄色荧光硅量子点y-sinps。具体说明如下：
33.实施例1
34.本实施例提供一种黄色荧光硅量子点制备方法，包括如下步骤：
35.1)称取0.6g aptes和0.5g邻苯二胺溶解在15ml去离子水中，加入0.2ml质量分数为37％的浓盐酸，超声处理30min直到混合物澄清；
36.2)将混合物转移到100ml聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，并在180℃下加热5h；
37.3)高压釜冷却至室温时，得到荧光物质；
38.4)使用体积比为10:1的二氯甲烷和甲醇洗脱，用色谱柱从产物中分离出黄色荧光硅量子点y-sinps。
39.实施例2
40.本实施例提供一种黄色荧光硅量子点制备方法，包括如下步骤：
41.1)称取0.4g aptes和0.3g邻苯二胺溶解在12ml去离子水中，加入0.15ml质量分数为36％的浓盐酸，超声处理30min直到混合物澄清；
42.2)将混合物转移到100ml聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，并在160℃下加热4h；
43.3)高压釜冷却至室温时，得到荧光物质；
44.4)使用体积比为10:1的二氯甲烷和甲醇洗脱，用色谱柱从产物中分离出黄色荧光硅量子点y-sinps。
45.实施例3
46.本实施例提供一种黄色荧光硅量子点制备方法，包括如下步骤：
47.1)称取0.8g aptes和0.8g邻苯二胺溶解在20ml去离子水中，加入0.3ml质量分数为38％的浓盐酸，超声处理30min直到混合物澄清；
48.2)将混合物转移到100ml聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中，并在190℃下加热6h；
49.3)高压釜冷却至室温时，得到荧光物质；
50.4)使用体积比为10:1的二氯甲烷和甲醇洗脱，用色谱柱从产物中分离出黄色荧光硅量子点y-sinps。
51.二、本发明黄色荧光硅量子点的具体实施例
52.实施例4
53.本实施例的黄色荧光硅量子点是使用实施例1的方法制备获得的。
54.实验例1
55.图1为y-sinps的形貌表征，由图中可以看出硅量子点的平均直径约为3-8nm，分布均匀，有着明显的晶格结构。
56.图2为y-sinps的xps表征，由图中可以看出硅量子点由四种元素组成，分别是碳元素(53.4％)、氧元素(18.4％)、氮元素(14.9％)以及硅元素(13.3％)。
57.图3、图4为y-sinps的光谱表征表征，由图3可以看出，y-sinps在370nm-590nm处存在明显的宽吸收带，比对分析为n-π*跃迁导致的，且最大吸收峰为482nm；由图4可以看出y-sinps的荧光最佳发射峰位于565nm处，同时表现出发射峰与激发峰不依赖的特性。
58.三、本发明黄色荧光硅量子点应用的具体实施例
59.实施例5
60.本实施例的黄色荧光硅量子点在细胞成像上的应用，使用实施例1中制备的黄色荧光硅量子点y-sinps对细胞进行增殖和毒性测试。具体实施步骤如下：
61.1、y-sinps的细胞增殖和毒性测试
62.hela细胞被接种在96孔板上，每孔104个细胞。培养基由10％胎牛血清、100u/ml青霉素-链霉素溶液和90％rpmi 1640培养基组成。孵育24h后，去除培养基，加入含不同浓度硅量子点pbs溶液的新鲜完全培养基，再孵育24h。最后，去除培养基，pbs洗涤细胞三次，采用wst-1法检测细胞活力。用酶标仪在450nm波长记录所有平板的吸收。
63.由图5可知，在加入不同浓度硅量子点时，细胞存活率均保持在90％以上，证明制备的y-sinps细胞毒性较低，有良好的的生物相容性。
64.2、hela细胞成像
65.为了评估y-sinps对细胞成像的影响，将hela细胞接种到35mm玻璃底培养皿中，在37℃、5％co2的湿度环境下培养。孵育24h后，去除初始培养基，加入2ml含有y-sinps浓度为100μg/ml新鲜培养基再孵育24h。去除培养液，加入1ml新鲜培养液，37℃孵育1h后，用pbs洗涤3次，4％多聚甲醛填充细胞。hela细胞固定后，用dapi二盐酸盐进行核靶向，利用共聚焦显微镜检测细胞成像效果。
66.由图6可知，y-sinps在hela细胞表现出明亮的黄色荧光，证明制备的y-sinps可以
有效地进入hela细胞，可以对hela细胞成像。
67.综上所述，采用本发明制备方法制备的y-sinps显示出发射不依赖激发的黄色荧光特性，激发峰值在一定范围内，其发射峰都在565nm左右，发射峰不随激发峰值变化而变化，始终保持在黄色荧光区域。细胞毒性较低，可以顺利的进入到hela细胞中，并表现出明亮的黄色荧光，由于其发射不依赖激发的黄色荧光特性，可实现无干扰和更准确的细胞内成像，在细胞成像方面具有潜在的应用前景，为多色细胞成像提供一个新的荧光标记物资源。