[发明专利]一种顺磁性手性石墨烯量子点及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种顺磁性手性石墨烯量子点及其制备方法和用途，所述顺磁性手性石墨烯量子点的原料组分包括手性石墨烯量子点、螯合剂和顺磁性金属离子，所述手性石墨烯量子点与螯合剂通过相互之间官能团反应形成共价键，所述螯合剂与所述顺磁性金属离子通过配位键键合。本申请中顺磁性手性石墨烯量子点稳定性强，能够将荧光特性、手性、顺磁性集合于同一材料上，可用于手性分子之间相互作用过程的监测，并将手性相互作用过程转换为磁信号由核磁共振设备读出，或将手性相互作用过程转换为光信号读出，或同时使用磁信号与光信号进行双模式信号读出。

技术领域

本发明涉及复合纳米材料技术领域，特别是涉及一种顺磁性手性石墨烯量子点及其制备方法和用途。

背景技术

石墨烯量子点作为一种新型的零维碳纳米材料，在生物成像、体外诊断、肿瘤治疗等领域具有重要应用前景。石墨烯量子点本身具有的量子限域效应使得它具有荧光效应。因石墨烯量子点比表面积大，表面官能团丰富且易调制，故其具有可调制的荧光效应。

手性分子一般含有手性碳原子，即一个碳原子上连接了4种不同的原子或基团，两种异手性的分子不能通过旋转、平移等操作重合。在大多数情形下，仅有一种手性分子具有活性或特定功能，另一种手性异构体往往不具有效用，甚至会导致一些副作用。手性分子可由手性前驱体的合成获得，可以通过手性氨基酸的缩合来获得手性石墨烯量子点，目前，已有利用电化学方法获取手性石墨烯量子点的报道。

然而如何拓展石墨烯量子点材料的应用领域和应用一直是本领域技术人员探索和想要解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种顺磁性手性石墨烯量子点及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。

本发明首先提供一种顺磁性手性石墨烯量子点，所述顺磁性手性石墨烯量子点的原料组分包括手性石墨烯量子点、螯合剂和顺磁性金属离子，所述手性石墨烯量子点与螯合剂通过相互之间官能团反应形成共价键，所述螯合剂与所述顺磁性金属离子通过配位键键合。

优选地，所述螯合剂为1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(记为DOTA)和二亚乙基三胺五乙酸二酐(记为DTPA)中的任意一种或两种。

优选地，所述顺磁性离子为钆离子。

更优选地，所述钆离子为由选自硝酸钆和氯化钆中的任意一种或两种提供。

本发明还公开了一种如上述所述的顺磁性手性石墨烯量子点的制备方法，手性氨基酸通过水热反应缩合获得手性石墨烯量子点，然后与螯合剂反应，再加入顺磁性离子形成顺磁性手性石墨烯量子点材料。

优选地，所述手性氨基酸为L-组氨酸、D-组氨酸、L-精氨酸、D-精氨酸、L-谷氨酸、D-谷氨酸中的任意一种或多种。

优选地，每0.1～25g手性氨基酸添加1mmol的螯合剂。

优选地，螯合剂与钆离子的摩尔比为1:(0.8～1.2)。

优选地，所述水热反应的温度为120～200℃；和/或，水热反应时间为3～12h。

优选地，还包括纯化，纯化时采用透析袋透析纯化，所述透析袋的截留分子量为100～100000Da。

优选地，还包括干燥。更优选地，干燥时，采用冷冻干燥，真空度为0.1～1kPa，温度为15～30℃。

本发明还公开了如上述所述的顺磁性手性石墨烯量子点用于监测手性分子之间相互作用的用途。

根据上述所述的用途，所述顺磁性手性石墨烯量子点分散于水溶液中，感应手性分子之间相互作用并输出磁信号和/或光信号。本申请上述技术方案的有益效果为：