一种铜掺杂线粒体靶向碳点、制备方法及其应用

本发明属于纳米荧光材料，具体涉及一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法及其应用。

背景技术：

1、碳点(或碳量子点、碳纳米点)是一种直径小于10nm、由结晶的sp2石墨核心或无定型碳聚合而成的准球型纳米颗粒。碳点具有优异的光/电性能，表面官能团丰富，在生化传感、显示及光电催化等领域应用广泛。此外，优异的生物相容性也有力地促进碳点在纳米生物医学领域的应用。碳点的制备方法简单，原材料来源丰富，成本低廉。目前，碳点的制备主要为自上而下法和自下而上法。自上而下法主要通过的自上而下法包括电弧放、激光剥蚀和电化学氧化等方法减小石墨、石墨烯或碳纳米管等具有完美sp2结构但缺乏有效带隙来发出荧光的碳前驱体的尺寸，得到纳米级的颗粒。自下而上法是通过溶剂热、微波等合成技术，以小分子为前驱体，通过高温脱水、碳化等一系列反应制备碳点，因其制备过程简单，已发展成为碳点的主流制备方法。

2、铜离子也具有一定的抗菌性能，但是需要在较高浓度下发挥作用。研究表明，二价铜离子在弱酸性条件下，会与过氧化氢发生类芬顿反应，产生羟基自由基。铜掺杂碳点作为一种有效光催化剂，可见光照射产生活性氧自由基。已有研究表明，铜掺杂碳点对大肠杆菌具有光催化杀菌效果。但是，目前铜掺杂碳点的制备存在以下问题：现有的铜掺杂碳点在制备时多采用的是半胱氨酸为原料来合成碳点，为了使合成的铜掺杂碳点纳米材料有红光，需要添加特定的荧光染色剂。此类合成方法较为复杂、繁琐，并且不可自发红色荧光。因此，亟需开发一种合成方法简单，且无需再使用红色荧光试剂便可自发红色荧光的铜掺杂碳点的制备方法。

技术实现思路

1、为解决现有技术中合成方法较为复杂、繁琐，并且不可自发红色荧光的问题，本发明提供了一种铜掺杂线粒体靶向碳点、制备方法及其应用。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤1)：将碳源、铜源、氮源依次加入硫酸溶液中，混匀得到混合溶液；

5、碳源、铜源、氮源的质量比例为1～15：1～23：1～20；

6、步骤2)：将混合溶液置于高温反应；

7、步骤3)：将步骤2)得到的溶液离心，收集上层溶液过滤，透析，收集集分子量800da以上的溶液，冻干得铜掺杂线粒体靶向碳点。

8、优选地，所述氮源为精氨酸，所述碳源为邻苯二胺，所述铜源为硝酸铜；硫酸溶液的浓度为3.4～3.6mol/l。

9、优选地，所述邻苯二胺、硝酸铜与精氨酸的质量比为1～9：3～17：2～15。

10、优选地，步骤2)中，混合溶液在160℃-220℃高温反应6～24小时。

11、优选地，步骤3)中，步骤2)得到的溶液于3000rpm，离心3～5min。

12、优选地，步骤3)中，上层溶液过滤后置于800da透析袋中避光透析45～50h。

13、优选地，步骤3)中，将透析后的透析袋内的溶液于﹣60℃，冷冻干燥72h以上，避光保存。

14、本发明还提供了铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法制得的铜掺杂线粒体靶向碳点。

15、本发明还提供了铜掺杂线粒体靶向碳点在制备治疗脑胶质瘤药物中的应用。

16、本发明还提供了铜掺杂线粒体靶向碳点在制备活体成像试剂中的应用。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

18、本发明提供的铜掺杂碳点的合成过程简单便捷，产量高，并且制备的铜掺杂碳点具有稳定性好，生物相容性良好的优点；同时制备的铜掺杂碳点可自发红色荧光，可以靶向线粒体，有助于进行小动物活体实验，对脑胶质瘤细胞有一定的杀伤作用。

技术特征：

1.一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法，其特征在于，所述氮源为精氨酸，所述碳源为邻苯二胺，所述铜源为硝酸铜；硫酸溶液的浓度为3.4～3.6mol/l。

3.根据权利要求2所述的一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法，其特征在于，所述邻苯二胺、硝酸铜与精氨酸的质量比为1～9：3～17：2～15。

4.根据权利要求1所述的一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法，其特征在于，步骤2)中，混合溶液在160℃-220℃高温反应6～24小时。

5.根据权利要求1所述的一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法，其特征在于，步骤3)中，步骤2)得到的溶液于3000rpm，离心3～5min。

6.根据权利要求1所述的一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法，其特征在于，步骤3)中，上层溶液过滤后置于800da透析袋中避光透析45～50h。

7.根据权利要求6所述的一种铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法，其特征在于，步骤3)中，将透析后的透析袋内的溶液于﹣60℃冷冻干燥72h以上，避光保存。

8.权利要求1～7所述的铜掺杂线粒体靶向碳点的制备方法制得的铜掺杂线粒体靶向碳点。

9.权利要求8所述的铜掺杂线粒体靶向碳点在制备治疗脑胶质瘤药物中的应用。

10.权利要求8所述的铜掺杂线粒体靶向碳点在制备活体成像试剂中的应用。

技术总结本发明属于纳米荧光材料技术领域，具体涉及一种铜掺杂线粒体靶向碳点、制备方法及其应用。该荧光碳点的制备方法包括如下步骤：步骤1)：将碳源、铜源、氮源依次加入硫酸溶液中，混匀得到混合溶液；碳源、铜源、氮源的质量比例为1～15：1～23：1～20；步骤2)：将混合溶液置于高温反应；步骤3)：将步骤2)得到的溶液离心，收集上层溶液过滤，透析，收集分子量800Da以上的溶液，冻干，得铜掺杂线粒体靶向碳点。本发明提供的荧光碳点的合成过程简单便捷，产量高，并且制备的荧光碳点可以靶向线粒体，同时可自发红色荧光，有助于进行小动物活体实验，对脑胶质瘤细胞有一定的杀伤作用。技术研发人员：张正奎,于如同,李储君,杨恬,任燕红受保护的技术使用者：徐州医科大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27