本發(fā)明屬于熒光碳納米材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備方法及其產(chǎn)品、應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：在過(guò)去的十年里，納米材料應(yīng)用于生物傳感和生物成像已經(jīng)引起了巨大的研究熱潮，特別是碳納米材料，比如石墨烯、富勒烯、納米金剛石和碳納米管。然而，這些材料本身也存在一定的缺點(diǎn)，制備納米金剛石需要昂貴的合成和分離步驟；石墨烯和碳納米管水溶性較差；而且，這些材料在可見光區(qū)域都不能發(fā)射明亮的熒光。因此，這些缺點(diǎn)限制了它們進(jìn)一步的應(yīng)用。最近，碳量子點(diǎn)作為碳納米材料里面的新起之秀，憑借其優(yōu)越的性能已經(jīng)引起了巨大的關(guān)注。相對(duì)于傳統(tǒng)的金屬量子點(diǎn)和有機(jī)染料，碳量子點(diǎn)具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和熒光穩(wěn)定性，良好的生物相容性和細(xì)胞通透性，優(yōu)越的水溶性，易于表面改性，激發(fā)波長(zhǎng)依賴性和低毒性。這些優(yōu)越的性能在未來(lái)會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。碳量子點(diǎn)的尺寸大小一般在10nm以下，具有良好熒光性能的納米材料。目前，在國(guó)內(nèi)外研究者的不斷研究下，已經(jīng)逐漸形成了一系列合成碳量子點(diǎn)的方法。這些方法可以分為兩大類：自上而下合成法和自下而上合成法。自上而下的方法主要是指從大尺寸的碳源(比如石墨、石墨烯、碳納米管、碳纖維)切割成小尺寸的碳量子點(diǎn)。主要方法包括電弧放電法、電化學(xué)氧化法和激光消蝕法等；而自下而上的合成方法只要是指以小分子化合物作為碳源進(jìn)行碳化或者熱裂解，只要包括水熱法、微波法、超聲法、模板法等。這些制備碳量子點(diǎn)的方法中，有些需要昂貴的儀器，有些后續(xù)處理比較復(fù)雜，不利于節(jié)約能源。因此，采用簡(jiǎn)單快速的方法制備碳量子點(diǎn)是非常有必要的。目前，有關(guān)報(bào)道制備碳量子點(diǎn)的碳源越來(lái)越多，但是，單一的碳源很難制備出高性能的碳量子點(diǎn)，所以，尋找可以制備出高性能的碳量子點(diǎn)的碳源顯得越來(lái)越重要。近年來(lái)，許多制備元素?fù)诫s的碳量子點(diǎn)都要加入表面鈍化劑，這樣不利于提高制備碳量子點(diǎn)的效率。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。鑒于上述和/或現(xiàn)有制備N，P共摻雜碳量子點(diǎn)(簡(jiǎn)稱N-P-CQDs)的制備方法的技術(shù)空白，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明其中的一個(gè)目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種簡(jiǎn)單快速，不需要加入表面鈍化劑的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備方法，將AMP溶解于水，在160～180℃的條件下反應(yīng)4～24h，待反應(yīng)產(chǎn)物冷卻至10～30℃，進(jìn)行離心、過(guò)濾，再對(duì)其進(jìn)行冷凍干燥，制得N，P共摻雜碳量子點(diǎn)。作為本發(fā)明所述N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述AMP與水的比例包括每1gAMP用水40～80mL溶解。作為本發(fā)明所述N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述冷卻，其是冷卻至10～30℃。作為本發(fā)明所述N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述離心，其是在11000～13000rpm的條件下離心8～12min。作為本發(fā)明所述N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述冷凍干燥，其溫度為-60～-50℃，真空度為8～9Pa，處理時(shí)間為20～28h。作為本發(fā)明所述N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述N，P共摻雜碳量子點(diǎn)平均粒徑為3.8～4.2nm，層間距為0.3～0.4nm，平均熒光壽命為4～4.40ns，其組分以質(zhì)量百分比計(jì)，包括碳47～49％，氧29～31％，氮16～18％，磷2～3％。本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種N，P共摻雜碳量子點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種N，P共摻雜碳量子點(diǎn)，其平均粒徑為3.8～4.2nm，層間距為0.3～0.4nm，平均熒光壽命為4～4.40ns，其組分以質(zhì)量百分比計(jì)，包括碳47～49％，氧29～31％，氮16～18％，磷2～3％。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種N，P共摻雜碳量子點(diǎn)在農(nóng)業(yè)土壤中Fe3+檢測(cè)方面的應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：取少量的農(nóng)業(yè)土壤于試管中，通過(guò)過(guò)濾、離心后得到澄清的溶液，加入碳量子點(diǎn)溶液，通過(guò)測(cè)試其熒光光譜得到土壤中Fe3+濃度。本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種N，P共摻雜碳量子點(diǎn)在人肺腺癌細(xì)胞的熒光成像的應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：取人肺腺癌細(xì)胞制成單細(xì)胞懸液，置于37℃的CO2培養(yǎng)箱接種12h后，棄去原有的培養(yǎng)液，加入用DMEM培養(yǎng)液配制的0.5mg/mL的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液，在CO2培養(yǎng)箱中靜置4h后，棄去原有的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液，用PBS緩沖液清洗3次后，加入適量的5％的多聚甲醛溶液，在4℃的冰箱過(guò)夜固定后使用激光掃描共聚焦熒光顯微鏡在明場(chǎng)、紫外光、藍(lán)光、綠光和紅光激發(fā)下觀察細(xì)胞熒光狀態(tài)，并拍照記錄。作為本發(fā)明所述在人肺腺癌細(xì)胞的熒光成像的應(yīng)用的一種優(yōu)選方案，其中：所述人肺腺癌細(xì)胞為人肺癌細(xì)胞A549細(xì)胞。本發(fā)明再一個(gè)目的是一種N，P共摻雜碳量子點(diǎn)在對(duì)農(nóng)業(yè)土壤中Fe3+進(jìn)行檢測(cè)的應(yīng)用。本發(fā)明所具有的有益效果：(1)本發(fā)明使用5’-腺苷酸二鈉為碳源，不需要加入任何的表面鈍化劑，一步就能制備N，P共摻雜的高熒光碳量子點(diǎn)，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高了制備過(guò)程的效率。(2)本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率高。(3)本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)對(duì)鐵離子的熒光響應(yīng)最為靈敏，隨著Fe3+濃度增大，熒光不斷的減弱。本發(fā)明所制得的碳量子點(diǎn)可對(duì)土壤中Fe3+的進(jìn)行檢測(cè)，防止由于土壤中Fe3+超標(biāo)而影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)。(4)本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)尺寸小，并且具有良好的水溶性、沒(méi)有細(xì)胞毒性以及優(yōu)越的生物相容性等特點(diǎn)，給未來(lái)的碳量子點(diǎn)在生物和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了重要的理論基礎(chǔ)。(5)本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)激發(fā)波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)具有多色發(fā)光的性能。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中：圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的透射電鏡圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)分散性良好，均一，沒(méi)有團(tuán)聚。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的粒徑分布圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)平均粒徑為4nm。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)XRD光譜圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)2θ為27.12°處出現(xiàn)特征吸收峰，層間距大約是0.33nm,具有良好的晶體結(jié)構(gòu)。圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)熒光衰減曲線圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在激發(fā)波長(zhǎng)430nm的平均熒光壽命為4.28ns。圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在不同pH值下的熒光光譜圖；圖中顯示出pH值為1和13的時(shí)候，N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的熒光幾乎被猝滅，而隨著pH從3到11，N-P-CQDs的熒光強(qiáng)度總體呈下降的趨勢(shì)。圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的紅外光譜圖；圖中顯示出3420cm-1處出現(xiàn)了O–H或N–H的伸縮振動(dòng)，這可能是N-P-CQDs表面上羥基或氨基的特征吸收峰，而且，N-P-CQDs在1600cm-1的吸收峰是N-H的彎曲振動(dòng)。1300cm-1吸收峰對(duì)應(yīng)P＝O的伸縮振動(dòng)，說(shuō)明P成功摻雜到CQDs上，1670cm-1的吸收峰有可能是C＝C和C＝O的伸縮振動(dòng)，而1400cm-1和1600cm-1的吸收峰分別歸因于羧酸陰離子的對(duì)稱和不對(duì)稱的伸縮振動(dòng)，這進(jìn)一步說(shuō)明N-P-CQDs表面上連有大量的羧酸基團(tuán)。圖7是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的EDS光譜圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)含有C、N、O、P和Na，其中C的含量為47.98％，O的含量為30.35％，N的含量為17.41％，P的含量為2.71％。圖8是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的紫外吸收光譜圖、熒光激發(fā)和發(fā)射光譜的組合圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在250nm處有一個(gè)強(qiáng)的吸收峰，這是因?yàn)棣楔Cπ*電子躍遷所造成的，最大的激發(fā)波長(zhǎng)為360nm,最大的發(fā)射波長(zhǎng)為430nm。圖9是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)不同激發(fā)波長(zhǎng)下的發(fā)射光譜圖；表明N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)擁有激發(fā)波長(zhǎng)依賴性。圖10是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在不同離子下的相對(duì)熒光強(qiáng)度比較圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)對(duì)不同離子的熒光響應(yīng)圖，從圖中可以看出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)對(duì)鐵離子的熒光響應(yīng)最為靈敏。圖11是本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)不同F(xiàn)e3+濃度下的熒光發(fā)射光譜圖；表明N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)隨著Fe3+濃度增大，熒光不斷的減弱，F(xiàn)e3+濃度在5mM時(shí)，N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的熒光基本淬滅。圖12本發(fā)明實(shí)施例1的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)與A549細(xì)胞培養(yǎng)后的激光共聚焦顯微鏡成像圖。從圖中可以看出，激發(fā)波長(zhǎng)在405nm時(shí)，細(xì)胞顯示的藍(lán)色熒光，激發(fā)波長(zhǎng)在488nm時(shí)，細(xì)胞顯示的綠色熒光，激發(fā)波長(zhǎng)在543nm時(shí)，細(xì)胞顯示的紅色熒光，表明碳量子點(diǎn)具有多色發(fā)光的性能。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。實(shí)施例1N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備：步驟1，稱取0.5g的5’-腺苷酸二鈉粉末置于50mL的干凈燒杯中，加入30mL的去離子水，完全溶解得到無(wú)色透明的水溶液。步驟2，將無(wú)色溶液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中，在180℃下恒溫加熱8h。步驟3，反應(yīng)結(jié)束后，待合成產(chǎn)物自然冷卻至20℃。步驟4，將得到的黃色溶液置于離心機(jī)中以12000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，接著用0.22μm的微孔濾頭進(jìn)行過(guò)濾后得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液。步驟5，將得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液通過(guò)真空冷凍干燥其中溫度為-50℃，時(shí)間為24h，真空度為8.7Pa得到N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末。圖1為本實(shí)施例制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的透射電鏡圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)分散性良好，均一，沒(méi)有團(tuán)聚。圖2為本實(shí)施例制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的粒徑分布圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)平均粒徑為4nm。圖3為本實(shí)施例制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)XRD光譜圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)2θ為27.12°處出現(xiàn)特征吸收，層間距大約是0.33nm，具有良好的晶體結(jié)構(gòu)。圖4為本實(shí)施例制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)熒光衰減曲線圖；圖中顯示出N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在激發(fā)波長(zhǎng)430nm的平均熒光壽命為4.28ns。圖5為本實(shí)施例制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在不同pH值下的熒光光譜圖；圖中顯示出pH值為1和13的時(shí)候，N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的熒光幾乎被猝滅，而隨著pH從3到11，N-P-CQDs的熒光強(qiáng)度總體呈下降的趨勢(shì)。圖6為本實(shí)施例制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的紅外光譜圖；1300cm-1吸收峰對(duì)應(yīng)P＝O的伸縮振動(dòng)，說(shuō)明P成功摻雜到CQDs上，1670cm-1的吸收峰有可能是C＝C和C＝O的伸縮振動(dòng)，而1400cm-1和1600cm-1的吸收峰分別歸因于羧酸陰離子的對(duì)稱和不對(duì)稱的伸縮振動(dòng)，這進(jìn)一步說(shuō)明N-P-CQDs表面上連有大量的羧酸基團(tuán)。圖7為本實(shí)施例制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的EDS光譜圖，其中C的含量為47.98％，O的含量為30.35％，N的含量為17.41％，P的含量為2.71％。實(shí)施例2N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備：步驟1，稱取0.5g的5’-腺苷酸二鈉粉末置于50mL的干凈燒杯中，加入30mL的去離子水，完全溶解得到無(wú)色透明的水溶液。步驟2，將無(wú)色溶液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中，在180℃下恒溫加熱4h。步驟3，反應(yīng)結(jié)束后，待合成產(chǎn)物自然冷卻至20℃。步驟4，將得到的黃色溶液置于離心機(jī)中以12000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，接著用0.22μm的微孔濾頭進(jìn)行過(guò)濾后得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液。步驟5，將得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液通過(guò)真空冷凍干燥-50℃，時(shí)間為24h，真空度為8.7Pa得到N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末得到N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末。對(duì)所制得的N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末進(jìn)行成分及特性檢測(cè)得，所制得的制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)分散性良好，均一，沒(méi)有團(tuán)聚；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)平均粒徑為4.2nm；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的層間距大約是0.36nm，具有良好的晶體結(jié)構(gòu)；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在激發(fā)波長(zhǎng)430nm的平均熒光壽命為4.40ns；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的EDS光譜圖，其中C的含量為48.85％，O的含量為29.21％，N的含量為17.98％，P的含量為2.88％。實(shí)施例3N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備：步驟1，稱取0.5g的5’-腺苷酸二鈉粉末置于50mL的干凈燒杯中，加入30mL的去離子水，完全溶解得到無(wú)色透明的水溶液。步驟2，將無(wú)色溶液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中，在180℃下恒溫加熱6h。步驟3，反應(yīng)結(jié)束后，待合成產(chǎn)物自然冷卻至20℃。步驟4，將得到的黃色溶液置于離心機(jī)中以12000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，接著用0.22μm的微孔濾頭進(jìn)行過(guò)濾后得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液。步驟5，將得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液通過(guò)真空冷凍干燥其中溫度為-54℃，時(shí)間為24h，真空度為8.7Pa得到N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末。對(duì)所制得的N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末進(jìn)行成分及特性檢測(cè)得，所制得的制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)分散性良好，均一，沒(méi)有團(tuán)聚；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)平均粒徑為3.8nm；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的層間距大約是0.35nm，具有良好的晶體結(jié)構(gòu)；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在激發(fā)波長(zhǎng)430nm的平均熒光壽命為4.38ns；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的EDS光譜圖，其中C的含量為49.00％，O的含量為29.21％，N的含量為17.02％，P的含量為2.37％。實(shí)施例4N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備：步驟1，稱取0.5g的5’-腺苷酸二鈉粉末置于50mL的干凈燒杯中，加入30mL的去離子水，完全溶解得到無(wú)色透明的水溶液。步驟2，將無(wú)色溶液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中，在180℃下恒溫加熱24h。步驟3，反應(yīng)結(jié)束后，待合成產(chǎn)物自然冷卻至20℃。步驟4，將得到的黃色溶液置于離心機(jī)中以12000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，接著用0.22μm的微孔濾頭進(jìn)行過(guò)濾后得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液。步驟5，將得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液通過(guò)真空冷凍干燥其中溫度為-50℃，時(shí)間為24h，真空度為8.7Pa得到N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末。對(duì)所制得的N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末進(jìn)行成分及特性檢測(cè)得，所制得的制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)分散性良好，均一，沒(méi)有團(tuán)聚；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)平均粒徑為4.1nm；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的層間距大約是0.39nm，具有良好的晶體結(jié)構(gòu)；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)在激發(fā)波長(zhǎng)430nm的平均熒光壽命為4.30ns；制得的N，P共摻雜的碳量子點(diǎn)的EDS光譜圖，其中C的含量為47.85％，O的含量為29.69％，N的含量為17.44％，P的含量為2.9％。實(shí)施例5N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備：步驟1，稱取0.5g的5’-腺苷酸二鈉粉末置于50mL的干凈燒杯中，加入40mL的去離子水，完全溶解得到無(wú)色透明的水溶液。步驟2，將無(wú)色溶液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中，在170℃下恒溫加熱10h。步驟3，反應(yīng)結(jié)束后，待合成產(chǎn)物自然冷卻至10℃。步驟4，將得到的黃色溶液置于離心機(jī)中以11000r/min的轉(zhuǎn)速離心8min，接著用0.22μm的微孔濾頭進(jìn)行過(guò)濾后得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液。步驟5，將得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液通過(guò)真空冷凍干燥其中溫度為-60℃，時(shí)間為28h，真空度為8.0Pa得到N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末。實(shí)施例6N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的制備：步驟1，稱取0.5g的5’-腺苷酸二鈉粉末置于50mL的干凈燒杯中，加入20mL的去離子水，完全溶解得到無(wú)色透明的水溶液。步驟2，將無(wú)色溶液轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯水熱反應(yīng)釜中，置于真空干燥箱中，在160℃下恒溫加熱20h。步驟3，反應(yīng)結(jié)束后，待合成產(chǎn)物自然冷卻至30℃。步驟4，將得到的黃色溶液置于離心機(jī)中以11000r/min的轉(zhuǎn)速離心8min，接著用0.22μm的微孔濾頭進(jìn)行過(guò)濾后得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液。步驟5，將得到澄清的碳量子點(diǎn)溶液通過(guò)真空冷凍干燥其中溫度為-50℃，時(shí)間為20h，真空度為8.5Pa得到N，P共摻雜的熒光碳量子點(diǎn)粉末。對(duì)實(shí)施例1～6制得的碳量子點(diǎn)，進(jìn)行熒光強(qiáng)度檢測(cè)，結(jié)果如下。組別實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6熒光強(qiáng)度520610650550480510實(shí)施例7采用硫酸奎寧作為參比物質(zhì)，它的熒光量子產(chǎn)率為54％。首先，稱取適量的硫酸奎寧粉末溶于0.1M的硫酸溶液中，適量的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)粉末溶于去離子水中；然后，在激發(fā)波長(zhǎng)為360nm下同時(shí)測(cè)定N，P共摻雜碳量子點(diǎn)和硫酸奎寧的吸光度值，使得兩者的吸光度值都小于或等于0.05；同時(shí)，在激發(fā)波長(zhǎng)為360nm下測(cè)定N，P共摻雜碳量子點(diǎn)和硫酸奎寧的熒光發(fā)射光譜，計(jì)算出兩者的積分熒光強(qiáng)度。最后，N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的相對(duì)熒光強(qiáng)度通過(guò)以下的公式計(jì)算：上述公式中，ΦS和ΦR分別表示樣品的熒光量子產(chǎn)率和硫酸奎寧的熒光量子產(chǎn)率；FS和FR分別表示樣品的積分熒光強(qiáng)度和硫酸奎寧的積分熒光強(qiáng)度；AS和AR分別表示樣品的吸光度值和硫酸奎寧的吸光度值；兩者的η均為1.33。比較結(jié)果見下表2。表2N，P共摻雜碳量子點(diǎn)在不同吸光度下的熒光量子產(chǎn)率本發(fā)明制得的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)與其他類碳點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率的比較結(jié)果見下表3。表3不同原材料制備碳量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率由此可見，我方發(fā)明制得的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)在碳量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率方面，具有十分突出的進(jìn)步。實(shí)施例8將各種金屬離子溶于去離子水配制成0.5μm的溶液，然后分別加入實(shí)施例1所制備的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液中，在紫外燈的照射下看熒光的情況；最后再測(cè)試各種含有金屬離子的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液的熒光發(fā)射光譜。將鐵離子配制成不同濃度的水溶液，然后分別加入實(shí)施例1所制備的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液中，最后再測(cè)試各種含有鐵離子的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液的熒光發(fā)射光譜。實(shí)施例1所制備的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液熒光可以被鐵離子淬滅，如圖10；隨著鐵離子的濃度的增加，N，P共摻雜碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度下降，如圖11所示。實(shí)施例9取出生長(zhǎng)狀況良好的人肺癌細(xì)胞A549細(xì)胞，在酒精燈下把培養(yǎng)瓶打開，棄去原有的培養(yǎng)液，加入2mLPBS緩沖液清洗細(xì)胞的表面2次，棄去PBS后，加入1mL的胰蛋白酶消化液充分消化后，吸取適量的10％胎牛血清DMEM培養(yǎng)液終止消化，反復(fù)的輕輕吹打細(xì)胞使其從瓶壁脫落，使其形成均勻的單細(xì)胞懸液，吸取1mL的細(xì)胞懸液于Petri培養(yǎng)皿中，置于37℃的CO2培養(yǎng)箱接種12h后，棄去原有的培養(yǎng)液，加入用DMEM培養(yǎng)液配制的0.5mg/mL的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液，在CO2培養(yǎng)箱中靜置4h后，棄去原有的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液，用PBS緩沖液清洗3次后，加入適量的5％的多聚甲醛溶液，在4℃的冰箱過(guò)夜固定后，使用激光掃描共聚焦熒光顯微鏡在明場(chǎng)、紫外光(UV)、藍(lán)光(Blue)、綠光(Green)和紅光(Red)激發(fā)下觀察細(xì)胞熒光狀態(tài)，并拍照記錄。實(shí)施例1制備的N，P共摻雜碳量子點(diǎn)水溶液(0.5mg/mL)用于標(biāo)記A549細(xì)胞，如圖12所示，細(xì)胞形態(tài)良好，可見N，P共摻雜碳量子點(diǎn)沒(méi)有細(xì)胞毒性，可以用于追蹤活細(xì)胞。由此可見，本發(fā)明使用5’-腺苷酸二鈉為碳源，不需要加入任何的表面鈍化劑，一步就能制備N，P共摻雜的高熒光碳量子點(diǎn)，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高了制備過(guò)程的效率；本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率高；本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)對(duì)鐵離子的熒光響應(yīng)最為靈敏，隨著Fe3+濃度增大，熒光不斷的減弱。本發(fā)明所制得的碳量子點(diǎn)可對(duì)土壤中Fe3+的進(jìn)行檢測(cè)，防止由于土壤中Fe3+超標(biāo)而影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)；本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)尺寸小，并且具有良好的水溶性、沒(méi)有細(xì)胞毒性以及優(yōu)越的生物相容性等特點(diǎn)，給未來(lái)的碳量子點(diǎn)在生物和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了重要的理論基礎(chǔ)；本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)激發(fā)波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)具有多色發(fā)光的性能。應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3