超亮绿色碳量子点荧光探针及其制备方法和在DNA成像中的应用与流程

本发明属于纳米材料的制备领域，涉及一种超亮绿色碳量子点荧光探针及其制备方法和在dna成像中的应用。

背景技术：

1、碳量子点(以下简称碳点)是一类新型的具有荧光性质的碳基纳米材料，具有发光效率高、发光波段可调、制备简单、价格低廉、生物相容性好等优点，已在国内外受到广泛关注。然而，对于制备量子效率超高的碳点，现有的制备方法还是很缺乏的。具备超高量子效率的碳点在生物成像、发光二极管(leds)应用中，可以通过降低给药浓度从而降低细胞毒性，以及以较低浓度达到高亮led从而避免了碳点在分散介质中因较高浓度导致的聚集荧光淬灭(acq)的问题。

2、目前超高量子效率的碳点的制备方法主要包括微波法和水热法等。间苯二胺被广泛应用于合成带有绿色荧光的碳点。例如文献1(acs appl.nano mater.2021,4,8,8500–8510)采用间苯二胺和尿素为原料通过水热法制备碳点，但是分离和提纯的方法过于复杂，需要用多种洗脱剂分步洗脱才能得到绿色荧光碳点。文献2(chinese chemical letters32(2021)3927–3930)采用二硫代水杨酸和间苯二胺制备了具有聚集诱导荧光的碳点，但是该碳点的水溶性较差，不适用于细胞或dna成像。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超亮绿色碳量子点(g-cds)荧光探针及其制备方法和在dna成像中的应用。

2、实现本发明目的的技术方案如下：

3、超亮绿色碳量子点荧光探针的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)碳点的制备：按水与稀盐酸的体积比为8～11:4，在间苯二胺的水溶液中加入浓度为5％的稀盐酸，然后将混合溶液置于反应釜中，在160～200℃下进行水热反应，反应结束后，冷却至室温，得到含碳点的绿色溶液；

5、(2)碳点的纯化：采用柱层析法对含碳点的绿色溶液进行纯化，依次用dcm和甲醇的体积比为10:1、8:1和5:1的dcm/甲醇混合洗脱液进行梯度洗脱，收集洗脱后的溶液，干燥得到超亮绿色碳量子点荧光探针。

6、优选的，步骤(1)中，水与稀盐酸的体积比为8:4。

7、优选的，步骤(1)中，间苯二胺、水与稀盐酸的比例关系为216:18～22:8～12，mg:ml:ml。

8、优选的，步骤(1)中，水热反应温度为180℃。

9、优选的，步骤(1)中，水热反应时间为2小时。

10、优选的，步骤(2)中，dcm和甲醇的体积比为10:1的dcm/甲醇混合洗脱液的洗脱时间为15分钟，dcm和甲醇的体积比为8:1的dcm/甲醇混合洗脱液的洗脱时间为10分钟，dcm和甲醇的体积比为5:1的dcm/甲醇混合洗脱液的洗脱时间为10分钟。

11、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

12、(1)本发明制备方法简单，仅以间苯二胺为碳源，并加入适量稀盐酸，采用水热法合成绿色荧光碳点，同时采用柱层析法对其进行纯化，并选取特定的洗脱方式和洗脱液，相较于常规使用的透析法，制得的碳点的量子效率更高。

13、(2)本发明制得的绿色荧光碳点具有水溶性好、分散性佳和生物相容性高等优点，其产率高达31％，且绿色荧光的绝对量子效率达到64.20％。此外，碳点作为荧光探针使用时，具有对有丝分裂末期的hela细胞核的靶向荧光成像能力，可以对dna进行特异性成像，具有监测细胞分离周期的应用潜力。

技术特征：

1.超亮绿色碳量子点荧光探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，水与稀盐酸的体积比为8:4。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，间苯二胺、水与稀盐酸的比例关系为216:18～22:8～12，mg:ml:ml。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，水热反应温度为180℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，水热反应时间为2小时。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，dcm和甲醇的体积比为10:1的dcm/甲醇混合洗脱液的洗脱时间为15分钟，dcm和甲醇的体积比为8:1的dcm/甲醇混合洗脱液的洗脱时间为10分钟，dcm和甲醇的体积比为5:1的dcm/甲醇混合洗脱液的洗脱时间为10分钟。

7.根据权利要求1～6任一所述的制备方法制得的超亮绿色碳量子点荧光探针。

8.根据权利要求7所述的超亮绿色碳量子点荧光探针在非疾病诊断用的dna成像中的应用。

技术总结
本发明公开了一种超亮绿色碳量子点荧光探针及其制备方法和在DNA成像中的应用。所述方法先在间苯二胺的水溶液中加入稀盐酸，经水热反应制得含碳点的绿色溶液，然后采用柱层析法进行纯化，得到超亮绿色碳量子点荧光探针。本发明制得的绿色荧光碳点具有水溶性好、分散性佳和生物相容性高等优点，其产率高达31％，且绿色荧光的绝对量子效率达到64.20％。此外，碳点作为荧光探针使用时，具有对有丝分裂末期的HeLa细胞核的靶向荧光成像能力，可以对DNA进行特异性成像，具有监测细胞分离周期的应用潜力。

技术研发人员：李力,曹磊,董文飞,梅茜,常智敏
受保护的技术使用者：重庆国科医创科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13