[发明专利]以甘蔗废糖蜜为原料合成荧光碳点的制备方法及其应用

说明书

本发明公开以甘蔗废糖蜜为原料合成荧光碳点的制备方法及其应用，即称取4.0‑6.0g甘蔗废糖蜜，经过240‑260℃高温裂解，加入4‑6mL去离子水，用0.22μm滤膜过滤，滤液滴入至无水乙醇中，于6000 round/min转速下，离心5 min，收集澄清液体，减压除去乙醇，再次加入去离子水，用0.22μm滤膜过滤，收集滤液，冻干，得荧光碳点。本发明制备荧光碳点工艺简易，原料价格低廉，该荧光碳点具有生物相容性好、抗漂白性好及光稳定性高，荧光性质优异等特点，且该荧光碳点可用于细胞成像和食品着色剂日落黄含量检测。

技术领域

本发明涉及一种荧光碳纳米材料-碳点的制备及应用，即以甘蔗废糖蜜为原料，经高温裂解制备荧光碳点，并系统研究该碳点在细胞成像及日落黄的含量检测的应用，属于生物材料、生物医学和食品检测领域。

背景技术

废糖蜜是一种黑色粘稠液体，是生产原糖和精糖的副产物。其主要成分为发酵性糖和非发酵性糖，含糖量约为45~50%。由于糖蜜具有较高的含糖量，因此常在农副产品加工、食品、建筑、能源化工和轻工等领域发挥着重要作用。在农副产品领域中，糖蜜可作为辅料，添加至饲料中，有助于牲畜补充能量和矿物质，促进消化吸收，提高牲畜肉质和牛乳产量。在食品领域中，糖蜜与氨基化合物反应，可制备出亲水性良好，着色能力强，安全高效的食用色素。在建筑领域中，水泥中添加糖蜜，可提高水泥的流动性、凝固时间、力学强度等性能。在能源化工领域中，糖蜜通过发酵作用产生乙醇、丁醇等醇类，部分替代汽油，实现能源可持续发展。此外，糖蜜在氨基酸（亮氨酸、谷氨酸、赖氨酸等）工业生产中具有广泛应用。在轻工领域中，掺杂少量糖蜜，利用糖蜜中的单糖和蔗糖与纤维素相结合，可提高纸质的伸张性和保湿性。由此可见，糖蜜作为添加剂被广泛应用于农副产品加工、食品、建筑、能源化工和轻工等领域。但是通过直接或间接地改性糖蜜，应用于生物医学领域中的研究和应用报道未见报道。

碳点是一类以碳为基本结构单元，尺寸小于20 nm，且具有良好亲水性和荧光性质的纳米材料。碳点的荧光性质依赖于激发波长，即发射光谱可随着激发波长的增加而发生明显红移。碳点具有良好的抗漂白性，在氙灯或激光共聚焦显微镜直接照射下，荧光强度基本无变化。与传统的金属量子点相比，碳点具有优异的生物相容性。基于碳点显著的特征，碳点可用于生物探针、药物载体及活体成像等研究。目前有很多学者对碳点进行了一系列的研究，如检索到以下专利：

申请号：201511004716.X；申请人：江南大学；发明名称：一种以米糠为碳源制备荧光碳点的方法；摘要：本发明公开了一种以米糠为碳源制备荧光碳点的方法。将米糠作为碳源，采用水热法制备出荧光碳点。该方法将米糠放入马弗炉中煅烧后，加入去离子水于反应釜内加热数小时。将反应液离心，经滤膜过滤，再用透析袋透析后即得碳点溶液。本发明所用原料源于自然资源，易于获取，且制备方法简单、绿色环保。所得碳点具有很好的水溶性，荧光强度高，可适用于生物标记、细胞成像等领域。

申请号：201511004717.4；申请人：江南大学；发明名称：一种基于柚子制备荧光碳点的方法；摘要：本发明公开了一种基于柚子制备荧光碳点的方法。将柚子作为碳源，采用水热法制备出荧光碳点。该方法将柚子汁置于反应釜内反应数小时后，将反应液离心，经滤膜过滤，透析后得碳点溶液。本发明所用原料源于自然资源，易于获取，且制备方法简单、绿色环保。所得碳点具有很好的水溶性，荧光强度高，可适用于生物标记、细胞成像等领域。

申请号：201410623730.7；申请人：山西大学；发明名称：一种绿色荧光碳点的制备方法及在细胞成像方面的应用；摘要：本发明提供了一种绿色荧光碳点的制备方法及在细胞成像方面的应用，属于荧光纳米材料的制备和应用领域。本发明具体的制备步骤如下：(1) 将花瓣粉末加入去离子水中，制得混合液；(2) 将 (1) 得到的混合液转移到水热反应釜中，进行水热反应；(3) 将 (2) 得到的产物经过离心、透析，最终得到绿色荧光碳点溶液。本发明将植物花瓣作为碳源，原料广泛易得，制备方法简单，成本低；而且制得的绿色荧光碳点水溶性好、稳定性强，可直接用于细胞成像等。