[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：称取0.1～1g的2,6‑二氟苯甲酸，0.25～2.5g的甘氨酸以备用；将上述药品放入装有超纯水和无水乙醇的反应釜中；将上述反应釜在150～220℃条件下加热6～72小时，再将其温度降为室温；将获得的棕色溶液放入超纯水中透析以除去杂质，获得淡黄色碳点溶液，进行真空干燥得到碳点粉末；称取1～30mg碳点粉末和0.1～10g的三聚氰胺放入装有超纯水的反应釜中，在160～220℃下恒温1～5小时，降至室温后离心取上清溶液，将上清溶液进行透析除杂，获得修饰后的碳点溶液。本发明制备的碳点具有高的荧光量子产率和稳定的荧光性质，无毒性，可作为线粒体荧光探针。

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

线粒体是细胞的动力源。它们是维持细胞功能和新陈代谢的重要细胞器。线粒体在这生物代谢过程中表现出包括裂变、融合和运输在内的动态特性，其在某些特定的环境下会产生线粒体功能障碍可导致多种疾病的发生。因此，制备线粒体成像探针尤为重要。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、有机小分子、半导体量子点。但是他们都存在一些不足，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；半导体量子点具有低的生物相容性和高的细胞毒性。尽管碳点具有制备方法简单，无毒，良好的生物相容性以及抗光漂白等优点，而成为制备靶向线粒体的首选。但其细胞器靶向性差成为它的最大弊端。因此，利用简单表面修饰的方法，制备可以靶向细胞线粒体且其在水溶液中具有较高荧光量子产率的碳点是有待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明利用水热方法两步制备出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的2,6-二氟苯甲酸，0.25～2.5g的甘氨酸以备用；

步骤2：将称量好的上述药品放入装有超纯水和无水乙醇的反应釜中，搅拌混匀；

步骤3：将上述反应釜在150～220℃条件下加热6～72小时，再将其温度降为室温；

步骤4：将获得的棕色溶液装入透析袋中，并放入超纯水中透析以除去杂质，获得淡黄色碳点溶液，然后进行真空干燥得到碳点粉末；

步骤5：称取1～30mg制备的碳点粉末和0.1～10g的三聚氰胺放入装有超纯水的反应釜中，在160～220℃下恒温1～5小时，降至室温后离心取上清溶液，然后将上清溶液装入透析袋中透析除杂，获得修饰后的碳点溶液。

作为本发明的进一步说明，步骤1中，所述2,6-二氟苯甲酸的称取量为0.5g，所述甘氨酸的称取量为1.25g。

作为本发明的进一步说明，步骤2中，所述超纯水用量为25mL，水电阻率为18.4MΩ·cm^-1；所述无水乙醇用量为2mL；且所述反应釜为30mL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200℃加热48小时后，将温度降为25℃。

作为本发明的进一步说明，步骤4中，所用透析袋为500Da的透析袋，所述超纯水用量为2L，且真空干燥温度为-160℃。

作为本发明的进一步说明，步骤5中，所述碳点粉末的称取量为10mg，所述三聚氰胺的称取量为1g；所述超纯水用量为30mL；反应条件具体为在200℃下恒温2.5小时；所用透析袋为500Da的透析袋。