[发明专利]碳点及其制备方法和在制备靶向线粒体的荧光探针中的应用

说明书

本发明公开了一种碳点及其制备方法和在制备靶向线粒体的荧光探针中的应用，该碳点的制备方法，包括如下步骤：分别称取0.1～1g酒石酸，0.1～1g二乙氨基酚以备用；将称量好的酒石酸和二乙氨基酚放入超纯水中，搅拌混匀；将上述混匀的溶液装入反应釜中，并将反应釜在160～200℃条件下加热6～48小时后，将温度降为室温；将反应获得的棕色溶液装入透析袋中，并将其放入超纯水中透析，并每隔一段时间换水一次以除去杂质，最终获得酒红色碳点溶液。本发明利用水热方法一步制备的碳点具有高的荧光量子产率和稳定的荧光性质，且无毒性。细胞成像实验表明本发明制备的碳点可以作为线粒体荧光探针，并在疾病诊断、细胞成像以及分子检测等领域有潜在的应用。

技术领域

本发明属于荧光碳点技术领域，尤其涉及一种碳点及其制备方法和在制备靶向线粒体的荧光探针中的应用。

背景技术

线粒体是哺乳动物细胞的重要细胞器，是细胞的动力站。除了提供细胞能量外，它们还与许多重要的细胞代谢过程有关，如细胞生长、坏死和凋亡。有趣的是，线粒体在这些生物过程中表现出包括裂变、融合和运输在内的动态特性。线粒体的这种动态变化对维持其形态和功能起着基础性作用。因此，可视化和监测活细胞内线粒体的动力学具有重要意义。到目前为止，各种探针已被应用于线粒体成像，包括荧光蛋白和有机小分子。然而，这些荧光探针仍有一些局限性。例如，荧光蛋白总是需要高效的蛋白表达和合适的抗体。对于有机小分子荧光染料，其具有制备方法复杂、抗光漂白性低和细胞毒性高。由于碳点具有制备方法简单、无毒性、抗光漂白等优点，逐渐成为替代荧光蛋白和有机小分子的候选材料。尽管如此，目前制备的大多数碳点不具有靶向线粒体的性质。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明利用水热方法一步制备出一种高纯度且具有高荧光量子产率的碳点，并验证出其可以作为荧光探针靶向活细胞线粒体。

本发明具体是通过以下技术方案来实现的：

本发明第一方面提供一种碳点的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：分别称取0.1～1g酒石酸，0.1～1g二乙氨基酚以备用；

步骤2：将称量好的酒石酸和二乙氨基酚放入超纯水中，搅拌混匀；

步骤3：将上述混匀的溶液装入反应釜中，并将反应釜在160～200℃条件下加热6～48小时后，将温度降为室温；

步骤4：将反应获得的棕色溶液装入透析袋中，并将其放入超纯水中透析，并每隔一段时间换水一次以除去杂质，最终获得酒红色碳点溶液。

作为本发明的进一步说明，步骤1中，所述酒石酸的称取量为0.523g，所述二乙氨基酚的称取量为0.476g。

作为本发明的进一步说明，步骤2中，超纯水用量为30mL，水电阻率为18.4MΩ·cm^-1。

作为本发明的进一步说明，步骤3中，所述反应釜采用50mL的聚四氟乙烯反应釜。

作为本发明的进一步说明，步骤3中，所述反应釜的反应条件具体为：将所述反应釜置于烘箱中恒温180℃加热24小时后，将温度降为25℃。

作为本发明的进一步说明，步骤4中，所述透析袋为500Da的透析袋，超纯水用量为2L，且每次换水除杂时间间隔为4小时。

本发明第二方面提供一种荧光碳点，所述荧光碳点由上述的制备方法制得。

作为本发明的进一步说明，所述荧光碳点中的化学键以C-C/C＝C、C-O/C-N和C＝O为主。

作为本发明的进一步说明，所述荧光碳点的最佳激发波长和发射波长分别为513nm和535nm，且在365nm的紫外灯下呈酒红色。

本发明还提供了上述的荧光碳点在制备能够靶向活细胞线粒体的荧光探针中的应用。