[发明专利]一种特异性抗葡萄球菌的氮掺杂碳量子点及其制备方法

说明书

本发明提供的是一种特异性抗葡萄球菌的氮掺杂碳量子点及其制备方法，以葡萄糖和二乙烯三胺为反应底物通过“一步法”合成具有特异性抗葡萄球菌的氮掺杂碳量子点。本发明制备工艺简单，反应底物廉价，合成反应容易，且所得氮掺杂碳量子点具有特异性抗葡萄球菌活性，可以用于葡萄球菌（包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA））感染创面的治疗。

技术领域

本发明属于碳纳米材料抗菌技术领域，具体涉及一种特异性抗葡萄球菌的氮掺杂碳量子点的制备方法。

背景技术

碳量子点是一种粒径小于10纳米的新型碳纳米材料，其主要以有机物作为前体底物通过“自下而上”的策略合成。在诸多碳纳米材料中，属于零维碳纳米材料的碳量子点具有独特的形态、大小、表面功能基团和物理化学特性，在制备过程中容易掺杂其他元素（如氮、氧、硫），并能够根据需求方便地设计和制备具有不同性质的碳量子点。与其他碳纳米材料（如石墨烯）和半导体量子点（如CdSe量子点）相比较，碳量子点在异元素掺杂、表面修饰和水溶性方面具有明显的优势，通常具有更好的生物相容性，而且可与生物系统相互作用，展现出特定的生物学功能，因此在生物医药领域的应用逐渐受到广泛关注。

面对新型抗菌药物的研发困境，国内外学者研究发现以特定有机物作为反应底物在特定条件下制备的碳量子点具有一定的抗菌活性，并且可以通过改变掺杂元素及其含量使碳量子点具备特定的抗菌活性，为新型抗菌药物的研发开启了新的研究方向，同时为解决细菌耐药性越来越严重的问题提供更多选择。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特异性抗葡萄球菌的氮掺杂碳量子点的制备方法，其制备工艺简单，反应底物廉价，合成反应容易，且所得氮掺杂碳量子点具有特异性抗葡萄球菌活性，可以用于葡萄球菌（包括金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA））感染创面的治疗。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种特异性抗葡萄球菌的氮掺杂碳量子点的制备方法：以葡萄糖和二乙烯三胺为反应底物通过“一步法”合成具有特异性抗葡萄球菌的氮掺杂碳量子点。

具体包括如下步骤：

（1）精确称取2 g葡萄糖粉末置于50 mL的圆底烧瓶中，150-160℃条件下加热20min进行熔融，得到熔融状态的葡萄糖；

（2）葡萄糖粉末熔融后，加入2 mL二乙烯三胺继续在150-160℃条件下磁力搅拌反应20 min，得到黑色固体产物；

（3）将上述黑色固体产物冷却至室温，加入2 mL去离子水使其溶解，得到产物溶液；

（4）随后用10 mmol/L盐酸调节产物溶液pH值到7，并用去离子水稀释至4 mL，然后用0.22 μm滤膜过滤，得到初滤液；

（5）将初滤液置于超滤离心管（3000 MWCO）中7500 rpm离心10-30 min，弃去滤液，再加入2 mL去离子水混匀7500 rpm离心10-30 min，弃去滤液，如此再重复离心操作3次，收集上层液体；

（6）离心处理后，取上层液体进行冷冻干燥24 h，得到氮掺杂碳量子点粉末。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点和效果：

（1）本发明以葡萄糖和二乙烯三胺为反应底物通过“一步法”成功制备了粒径在2~5 nm范围的氮掺杂碳量子点，合成工艺简单，制备成本低廉；

（2）本发明所得氮掺杂碳量子点对葡萄球菌属（包括金黄色葡萄球菌（ATCC6538）、金黄色葡萄球菌（ATCC43300）、表皮葡萄球菌和MRSA）具有选择性的抗菌活性，即能对葡萄球菌属产生特异的抗菌作用。

附图说明

图1本发明实施例1所得氮掺杂碳量子点的透射电子显微镜（TEM）图。

图2本发明实施例1所得氮掺杂碳量子点的原子力显微镜（AFM）图。