具有红光反Stokes发光特性的碳纳米点及其制备方法和应用

本发明涉及碳纳米材料领域，具体涉及具有红光反stokes发光特性的碳纳米点及其制备方法和应用。

背景技术：

1、反stokes生物荧光成像由于其独特的发光特性可以很大程度避免背景荧光(stokes发光)影响，提高穿透深度，降低光毒性，在活体荧光成像中具有重要意义。故而开发具有反stokes发光特性的荧光成像试剂对生物荧光成像的临床推进具有重要意义。

2、碳纳米点(carbon dots，cds)制备成本低，毒性低，发光易于调控且具有良好的生物相容性，在荧光成像领域的应用中具有独特的优势。目前对于碳纳米点的研究多集中于stokes发光，已报道的碳纳米点反stokes发光大部分是通过多光子吸收实现，需要昂贵的飞秒激光器作为光源，严重限制了碳纳米点在活体反stokes荧光成像中的应用。因此，亟需研究一种具有能在连续激光激发下具有反stokes发光特性的碳纳米点。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有红光反stokes发光特性的碳纳米点及其制备方法和应用，使该碳纳米点主发射峰位于红光-近红外区，且在连续激光的激发下具有红光反stokes发光。

2、第一方面，本发明首先提供了一种具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，以邻苯二胺为原料通过溶剂热反应制得；该碳纳米点主发射峰位于红光-近红外区，且能够在连续激光的激发下具有红光反stokes发光及stokes发光。

3、优选地，邻苯二胺和溶剂的质量体积比为1:60，所述溶剂为无机酸性溶剂或富羟基溶剂。

4、优选地，所述溶剂选自但不限于硫酸、磷酸、多聚磷酸、乙醇中的一种或多种。

5、优选地，所述原料为邻苯二胺或邻苯二胺与氨基酸按照摩尔比为1：1的混合物。

6、优选地，所述溶剂热反应的温度为160～220℃，溶剂热反应时间为4～10h。

7、优选地，所述的碳纳米点的主吸收峰是位于550～660nm。

8、优选地，在不同溶剂中，反stokes发射峰不同：

9、在酸性溶液及水中，反stokes发射峰位于630～640nm附近；

10、在乙醇溶液中，反stokes发射峰位于600nm及640nm附近；

11、在酸性薄膜中，反stokes发射峰位于630nm附近。

12、优选地，所述的碳纳米点的stokes发射峰位于600～750nm。

13、第二方面，本发明还提供了上述任意一项所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点的制备方法，包括以下步骤：

14、(1)将邻苯二胺按照质量体积比1:60溶解于极性溶剂中进行溶剂热反应；

15、(2)将所得反应液中加入氢氧化钠溶液调至ph＝6.0～7.0；

16、(3)将中和后反应液进行5分钟8000r/min的高速离心后倒掉液体及悬浮物，保留沉淀后用去离子水反复洗涤离心，得到具有红光反stokes发光碳纳米点；

17、所述极性溶剂选自硫酸、磷酸、多聚磷酸、乙醇中的一种或多种；

18、所述溶剂热反应的温度为160～220℃，溶剂热反应时间为4～10h。

19、第三方面，本发明还提供了上述任意一项所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点在反stokes红光成像试剂或在反stokes红光成像薄膜中的应用。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、本发明提供的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，可由连续激光激发具有声子辅助反stokes发光特性，具有红光-近红外区的双峰发射，可同时实现红光反stokes及stokes发射，反stokes发光强度随温度升高而增强，可以实现变温反stokes荧光成像及活体近红外反stokes荧光成像，进而作为近红外光学成像试剂应用于防伪和活体荧光成像中。

技术特征：

1.具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，其特征在于，以邻苯二胺为原料通过溶剂热反应制得；该碳纳米点主发射峰位于红光-近红外区，且能够在连续激光的激发下具有红光反stokes发光及stokes发光。

2.根据权利要求1所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，其特征在于，邻苯二胺和溶剂的质量体积比为1:60，所述溶剂为无机酸性溶剂或富羟基溶剂。

3.根据权利要求1所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，其特征在于，所述溶剂选自但不限于硫酸、磷酸、多聚磷酸、乙醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，其特征在于，所述原料为邻苯二胺或邻苯二胺与其它氨基酸按照摩尔比为1:1及更少比例的氨基酸的混合物。

5.根据权利要求1所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为160～220℃，溶剂热反应时间为4～10h。

6.根据权利要求1所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，其特征在于，所述的碳纳米点的主吸收峰位于500～660nm。

7.根据权利要求6所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，其特征在于，在不同溶剂中，反stokes发射峰不同：

8.根据权利要求1所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点，其特征在于，所述的碳纳米点的stokes发射峰位于600～750nm。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求1～8任意一项所述的具有红光反stokes发光特性的碳纳米点在反stokes红光成像试剂或在反stokes红光成像薄膜中的应用。

技术总结本发明提供了一种具有红光反Stokes发光特性的碳纳米点及其制备方法和应用，涉及碳纳米材料领域，本发明的碳纳米点以邻苯二胺为原料制得，主要发射峰位于红光‑近红外区，在质子性溶剂中具有反Stokes发射特性。本发明具有红光反Stokes发光特性的碳纳米点的反Stokes发光源于声子辅助单光子吸收，可由连续激光光源激发，反Stokes发光强度随温度升高而升高。本发明具有红光反Stokes发光特性的碳纳米点可以作为反Stokes成像试剂应用于反Stokes荧光成像及光电器件中。技术研发人员：李迪,曲彦霏受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9