一种基于红景天的碳量子点及其制备方法和应用

本发明涉及碳量子点，具体涉及一种基于红景天的碳量子点及其制备方法和应用。

背景技术：

1、藏医药历史悠久，理论体系完善，有大量的经典医学著作，构成了独特的藏药本草语料库。目前对于生长在高寒、高海拔、低含氧量的青藏高原来源的藏药的现代化研究严重不足。为了更好地发展和传承传统藏医药学，开启藏医药植物宝库，加快藏医药植物现代化研究进程，探究藏药的纳米材料合成与表征，研究其性质，变得十分重要。

2、红景天为景天科植物大花红景天的干燥根和根茎，含有较多的红景天苷、酪醇、没食子酸、焦棓酸、β-谷甾醇等化学成分。碳量子点(cqds)是一种具有荧光属性的碳基生物材料，主要由碳、氢、氧等元素组成。cqds核心通常是一个sp2/sp3，具有π共轭结构的杂化原子结构域，其表面富含官能团，如羟基、羧基和氨基，于2004年被首次发现。

3、2006年首次使用激光烧蚀方法人工合成了碳量子点。目前碳量子点的主要合成方法有“自上而下法”和“自下而上法”两类。碳量子点(cqds)有时也简称为碳点(carbondots，cds)，两种叫法均可使用。

4、而中草药碳量子点的合成常用水热法和高温热解法。中草药碳量子点是利用中草药提取物或中草药粉末通过一系列方法合成和提纯的碳量子点，具有高效的抗氧化活性。随着对碳量子点研究的不断深入，中草药碳量子点的各种功能被不断开发，有学者2018年使用银杏叶合成了一种可负载的钌纳米颗粒作为碱性介质制氢的高效电催化剂的碳量子点。中草药碳量子点的应用越来越广泛，目前已有金属离子检测、细胞成像、疾病治疗、电极材料制作等方面的应用。

技术实现思路

1、为了综合解决上述问题，本发明提出一种基于红景天的碳量子点及其制备方法和应用，首次以藏药红景天为碳源，成功制备了具有良好荧光属性的水溶性红景天碳量子点和醇溶性红景天碳量子点。制备的红景天碳量子点受生理ph影响极小，均具有良好的荧光稳定性，有助于在特殊环境下细胞成像中的应用，应用于细胞成像效果良好。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于红景天的碳量子点，以红景天为原料，与超纯水混合，进行高温反应并冷却，经超纯水稀释、过滤、透析后冻干制备得到水溶性红景天碳量子点，过滤得到的渣经乙醇稀释、过滤、纯化后冻干得到醇溶性红景天碳量子点。

3、本发明第二方面提供一种基于红景天的碳量子点制备方法，包括

4、步骤1：制备红景天粉；

5、步骤2：将步骤1的红景天粉与超纯水混合，高温反应后冷却至常温，经超纯水稀释、过滤、透析后，滤液冻干得到水溶性红景天碳量子点；

6、步骤3：将步骤2过滤后得到的滤渣经稀释、过滤、纯化后，冻干得到醇溶性红景天碳量子点。

7、优选的，步骤2的水溶性红景天碳量子点晶格条纹间距为0.21nm或0.36nm，含有氮元素掺杂。

8、优选的，步骤3的醇溶性红景天碳量子点为晶格条纹间距为0.21nm或0.36nm。

9、优选的，步骤2的红景天粉与超纯水的比例为1:30～100。

10、优选的，步骤2高温反应的温度为160℃～220℃，加热时间为6h～10h，搅拌速度为0r/min～1000r/min。

11、本发明第四方面提供一种醇溶性红景天碳量子点，应用于细胞成像。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1.本发明首次以藏药红景天为碳源，成功制备了具有良好荧光属性的水溶性红景天碳量子点和醇溶性红景天碳量子点。

14、2.本发明制备的红景天碳量子点受生理ph影响极小，均具有良好的荧光稳定性，有助于在特殊环境下细胞成像中的应用。

15、3.本发明制备的红景天碳量子点为纳米荧光材料，可以通过荧光追踪其在生物体内的分布和代谢状况。

16、4.本发明制备的两种红景天碳量子点均具有较好生物兼容性，应用于细胞成像效果良好。

技术特征：

1.一种基于红景天的碳量子点，其特征在于：以红景天为原料，与超纯水混合，进行高温反应并冷却，经超纯水稀释、过滤、透析后冻干制备得到水溶性红景天碳量子点，过滤得到的渣经乙醇稀释、过滤、纯化后冻干得到醇溶性红景天碳量子点。

2.一种基于红景天的碳量子点制备方法，其特征在于：包括

3.根据权利要求2所述的一种基于红景天的碳量子点制备方法，其特征在于：步骤2的水溶性红景天碳量子点晶格条纹间距为0.21nm或0.36nm，含有氮元素掺杂。

4.根据权利要求3所述的一种基于红景天的碳量子点制备方法，其特征在于：步骤3的醇溶性红景天碳量子点为晶格条纹间距为0.21nm或0.36nm。

5.根据权利要求4所述的一种基于红景天的碳量子点制备方法，其特征在于：步骤2的红景天粉与超纯水的质量比为1:30～100。

6.根据权利要求5所述的一种基于红景天的碳量子点制备方法，其特征在于：步骤2高温反应的温度为160℃～220℃，加热时间为6h～10h，搅拌速度为0r/min～1000r/min。

7.如权利要求2-6任一项所述方法制备的醇溶性红景天碳量子点应用于细胞成像。

技术总结本发明涉及碳量子点技术领域，具体涉及一种基于红景天的碳量子点及其制备方法和应用。本发明以红景天为原料，与超纯水混合，进行高温反应并冷却，经超纯水稀释、过滤、透析后冻干制备得到水溶性红景天碳量子点，过滤得到的渣经乙醇稀释、过滤、纯化后冻干得到醇溶性红景天碳量子点。本发明是首次以藏药红景天为碳源，成功制备了具有良好荧光属性的水溶性红景天碳量子点和醇溶性红景天碳量子点。制备的红景天碳量子点受生理pH影响极小，均具有良好的荧光稳定性，有助于在特殊环境下细胞成像中的应用，应用于细胞成像效果良好。技术研发人员：郭明雄,孙桂鸿,樊金昊,许仙明受保护的技术使用者：西藏大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17