一種基于氨基酸和鐵離子合成碳量子點的方法
【專利摘要】本發明提供了一種基于氨基酸和鐵離子合成碳量子點的方法，屬于熒光納米材料的制備領域。所述方法包括如下步驟：按照硝酸鐵和氨基酸的摩爾比為1：5～10，將氨基酸和硝酸鐵的混合溶液振蕩混合，置于80℃水浴下加熱反應，反應結束，自然冷卻至室溫后透析過濾，即得到碳量子點水溶液。本發明的關鍵是通過加入硝酸鐵可提高色氨酸合成的碳量子點的熒光強度，特別地是，目前發現僅有鐵離子有這種效果。通過使用易得的色氨酸作為碳源，在其基礎上摻雜鐵離子來合成高熒光的碳量子點，合成方法易控、簡單、經濟。
【專利說明】
一種基于氨基酸和鐵離子合成碳量子點的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種熒光納米材料的制備方法，具體涉及一種基于氨基酸和鐵離子合成碳量子點的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，碳量子點的出現引起人們極大的興趣。相較于金屬量子點、半導體量子點、有機生物染料，碳量子點具有優越的生物相容性和低毒性，對細胞損傷小，較高的穩定性和抗光漂白性等特點，因此，碳量子點是一種理想的生物熒光探針。目前，報道制備碳量子點的方法總體上可以劃分成兩類:一類是用碳材料如石墨和金剛石等制備碳量子點；另一類直接利用含碳分子前驅物來合成。然而大部分的碳量子點的制備方法都比較復雜繁瑣，需要苛刻的反應條件，并且所得產物的量子產率也不高，種種缺點都使碳量子點的進一步應用受到限制。因此，探索一種環境友好、原料設備簡單的制備方法，對于碳量子點的研究與發展具有重大的意義。
【發明內容】
[0003]針對上述缺點，本發明提供了一種制備方法簡單，原料易得的合成碳量子點的方法。本發明提供了一種基于小分子氨基酸為碳源，合成碳量子點的方法，并通過摻雜鐵離子來合成高熒光的碳量子點。
[0004]本發明的技術方案:
[0005]—種基于氨基酸和鐵離子合成碳量子點的方法，步驟如下:
[0006]按照硝酸鐵和氨基酸的摩爾比為1:5?10，將氨基酸和硝酸鐵的混合溶液振蕩混合，置于80Γ水浴下加熱反應，反應結束，自然冷卻至室溫后透析過濾，即得到碳量子點水溶液。
[0007]所述的氨基酸為L-色氨酸。
[0008]所述的加熱時間為27h。
[0009]所述的透析過濾采用3k的濾膜離心管。
[0010]本發明的有益效果:本發明的關鍵是通過加入硝酸鐵可提高色氨酸合成的碳量子點的熒光強度，特別地是，目前發現僅有鐵離子有這種效果。通過使用易得的色氨酸作為碳源，在其基礎上摻雜鐵離子來合成高熒光的碳量子點，合成方法易控、簡單、經濟。
【附圖說明】
[0011]圖1為發明實施例1中合成碳量子點在不同反應時間下的熒光光譜圖。
[0012]圖2為發明實施例2中合成碳量子點在不同比例色氨酸和鐵離子下的熒光光譜圖。
【具體實施方式】
[0013 ]以下結合附圖和技術方案詳細敘述本發明的【具體實施方式】。
[0014]實施例1
[0015]色氨酸合成碳量子點
[0016]稱取一定量的色氨酸，將其溶液超純水中，在溶解的過程中向水中加入適量的鹽酸溶液使色氨酸完全溶解，將配置好的色氨酸水溶液置于80 0C水浴中加熱，分別加熱3h、6h、9h、20h、27h、31h、43h，將樣品瓶取出，冷卻至室溫。在380nm激發波長下熒光檢測，由圖1得，隨著加熱時間的增加，色氨酸合成的碳量子點的熒光強度逐漸增高。
[0017]實施例2
[0018]鐵離子摻雜的色氨酸合成碳量子點
[0019]分別將3mL15mM色氨酸溶液與3mL不同濃度的硝酸鐵溶液加入到樣品瓶中，色氨酸與鐵離子的摩爾比依次為1:1,5:1,10:1，20:1，40:1，混合振蕩，置于80°C水浴中加熱反應6h后，將樣品瓶取出，冷卻至室溫，在380nm激發波長下熒光檢測。色氨酸與鐵離子的比例為5:1時，合成的碳量子點的熒光強度最高。
[0020]實施例3
[0021]鐵離子的選擇性
[0022]分別將5mL 1mM色氨酸溶液與5mL 2mM不同的含陽離子的溶液加入到樣品瓶中，混合振蕩，置于80°C水浴中加熱反應20h后，將樣品瓶取出，冷卻至室溫。在380nm激發波長下熒光檢測。所使用的陽離子分別為鉀離子、鈣離子、鈉離子、鎂離子、鉻離子、錳離子、鐵離子、鈷離子、鎳離子、銅離子、鋅離子、汞離子、鉛離子，只有鐵離子可以顯著地增強色氨酸的熒光。
[0023]實施例4
[0024]色氨酸的選擇性
[0025]別將3mL15mM硝酸鐵溶液與3mL 3mM不同的氨基酸溶液加入到樣品瓶中，混合振蕩，置于80Γ水浴中加熱反應20h后，將樣品瓶取出，冷卻至室溫。在380nm激發波長下熒光檢測。所使用的氨基酸有色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、賴氨酸、丙氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、組氨酸、精氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、絲氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺，僅有色氨酸與鐵離子可發生反應，生成高熒光的碳量子點。
【主權項】
1.一種基于氨基酸和鐵離子合成碳量子點的方法，其特征在于，步驟如下:按照硝酸鐵和氨基酸的摩爾比為1:5?10，將氨基酸和硝酸鐵的混合溶液振蕩混合，置于80°C水浴下加熱反應，反應結束，自然冷卻至室溫后透析過濾，即得到碳量子點水溶液。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氨基酸為L-色氨酸。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的加熱反應時間為27h。4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的透析過濾采用3k的濾膜離心管。
【文檔編號】C09K11/65GK105838363SQ201610255683
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】韓冰雁, 侯緒芬, 相榮超, 許杰, 彭婷婷, 李瑩, 于明波
【申請人】大連理工大學