CN107384393A - 以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：葡萄糖前体溶液的配制；按体积比1～5:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；将S2中得到的第一混合溶液加热，得棕色溶液；将S3中的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:1～5混合棕色溶液与乙二胺，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；透析所述滤液，得透析液；将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。本发明的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其具有碳源丰富、廉价，制备过程简易，制备全过程无污染、无毒、绿色环保，可大量制备的优点。

Description

以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子 点的制备方法

技术领域

本发明属于荧光材料制备技术领域，具体涉及一种温和条件下以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法。

背景技术

近年来，荧光碳纳米材料因其具有良好的光学特性和细胞低毒性引起了科研工作者们的广泛研究。它具有较好的光稳定性，且无毒副离子的存在，适用于长时间的检测和示踪的实验，在生物标记和分析检测等方面具有广阔的应用前景。碳量子点(CQDs)呈现出的亲水性、低细胞毒性、化学及光稳定性等优异性质，使其在化学、生物医学、传感学及光电子学领域得到了广泛的关注与应用。

碳量子点的制备方法目前主要有两种：自上而下法和自下而上法。自上而下的合成方法，即从较大的碳结构剥落制备碳纳米颗粒的物理方法，再通过聚合物表面钝化的方式使其有效发光，主要包括电弧放电、激光剥蚀、电化学氧化、电子书辐射等。该方法往往需要严格的实验条件和特殊的能源，成本高，而且获得的碳量子产率比较低。自下而上的合成方法，即通过热解或碳化合适的前驱物直接合成荧光碳量子点，方法包括：燃烧法、热液碳化法、超声法等，但这类方法所采用的往往都是不可再生能源且需要严格的后期处理，所以也不利于持续并规模生产荧光碳量子点。因此，寻找廉价易得、天然无毒的原料，利用简易有效的方法快速制备异性优异且高量子产率的碳量子点显得尤其重要。

发明内容

本发明的一个目的是解决上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其具有碳源丰富、廉价，制备过程简易，制备全过程无污染、无毒、绿色环保，可大量制备的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比1～5:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液加热，得棕色溶液；

S4、将S3中的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:1～5混合棕色溶液与乙二胺，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

优选的是，所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中加热时置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

优选的是，所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中蒸发时于60℃恒温下进行旋转蒸发。

优选的是，所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的配制是将1g葡萄糖溶于2mL超纯水，备用。

优选的是，所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S2中葡萄糖前体溶液与浓磷酸体积比为2:3。

优选的是，所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

优选的是，所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中棕色溶液与乙二胺的体积比为5:1，并且乙二胺要逐滴加入。

优选的是，所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的制备包括以下步骤：

步骤一、将重量份为50份的葡萄糖、重量份为0.2～0.5份的复合酶置于重量份为100～200份的磁化水中，进行超声处理，得到水溶液；其中，超声功率为200～600W，超声频率为50～100KHz，超声时间为10～20min；所述复合酶包括质量比为1:0.2～0.8:0.5～1的核糖核酸酶、糖化酶与脱支酶混合物；

步骤二、将步骤二中的水溶液于功率为50～100W紫外灯下照射10～20min后置于温度为30～40℃容器中，并向容器中通入硫化氢气，保持容器中的压力为0.5～1Mpa，保持时间为5～10min；然后向反应釜中通入臭氧，保持容器中的压力为1～1.5Mpa，保持时间为10～15min；最后通入氮气，保持容器中的压力为1.5～2Mpa，保持时间为5～10min，在静置10～20min，得到处理后的水溶液；

步骤三、将步骤二中得到的处理后的水溶液置于功率为300～800W的微波炉中加热5～10min，冷却即得葡萄糖前体溶液

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明采用温和的条件制备出水溶性氮磷共掺杂碳量子点，碳源丰富、廉价，制备过程简易，制备全过程无污染、无毒、绿色环保，可大量制备。

2、本发明制备出的水溶性氮磷共掺杂碳量子点具有水溶性好、激发发射可调、荧光稳定、生物相容性好的优点，在生物标记、生物传感、荧光探针、防伪标记以及免疫层析产品领域具有重要的应用价值。

3、本发明制备的水溶性氮磷共掺杂碳量子点量子产率可超过13％。

4、本发明采用葡萄糖作为前驱体，并采用生物复合酶作为反应的活性剂和钝化试剂，同时使用紫外光照射，并通入硫化氢气体和氧化性气体臭氧，产生强氧化性的自由基，缩短了生产周期，不会造成工业污染，并且能耗低，降低了生产成本，极大提高产率高，经济效益可观，并在反应过程中辅助微波反应使得碳量子点在制备和使用过程中生物安全性好、不会对环境和生物体造成伤害，反应所用仪器简单，制备过程方便，适合大部分有机小分子的碳化，是一种绿色合成碳量子点的方法。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明制备的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的荧光激发和荧光发射图谱；

图2为本发明制备的水溶性氮磷共掺杂碳量子点在不同激发波长下的荧光发射图谱；

图3为实施例2制备的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的荧光量子产率图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比1:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:1混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的配制是将1g葡萄糖溶于2mL超纯水，备用。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

实施例2

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比2:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:1混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的配制是将1g葡萄糖溶于2mL超纯水，备用。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

实施例3

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比3:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:2混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的配制是将1g葡萄糖溶于2mL超纯水，备用。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

实施例4

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比4:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:3混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的配制是将1g葡萄糖溶于2mL超纯水，备用。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

实施例5

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比5:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:3混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的配制是将1g葡萄糖溶于2mL超纯水，备用。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

实施例6

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比5:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:5混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的配制是将1g葡萄糖溶于2mL超纯水，备用。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

实施例7

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比1:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:1混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的制备包括以下步骤：

步骤一、将重量份为50份的葡萄糖、重量份为0.2份的复合酶置于重量份为100份的磁化水中，进行超声处理，得到水溶液；其中，超声功率为200W，超声频率为50KHz，超声时间为10min；所述复合酶包括质量比为1:0.2:0.5的核糖核酸酶、糖化酶与脱支酶混合物；

步骤二、将步骤二中的水溶液于功率为50W紫外灯下照射10min后置于温度为30℃容器中，并向容器中通入硫化氢气，保持容器中的压力为0.5Mpa，保持时间为5min；然后向反应釜中通入臭氧，保持容器中的压力为1Mpa，保持时间为10min；最后通入氮气，保持容器中的压力为1.5Mpa，保持时间为5min，在静置10min，得到处理后的水溶液；

步骤三、将步骤二中得到的处理后的水溶液置于功率为300W的微波炉中加热5min，冷却即得葡萄糖前体溶液。

实施例8

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比1:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:1混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的制备包括以下步骤：

步骤一、将重量份为50份的葡萄糖、重量份为0.3份的复合酶置于重量份为150份的磁化水中，进行超声处理，得到水溶液；其中，超声功率为400W，超声频率为80KHz，超声时间为15min；所述复合酶包括质量比为1:0.5:0.7的核糖核酸酶、糖化酶与脱支酶混合物；

步骤二、将步骤二中的水溶液于功率为80W紫外灯下照射15min后置于温度为35℃容器中，并向容器中通入硫化氢气，保持容器中的压力为0.8Mpa，保持时间为7min；然后向反应釜中通入臭氧，保持容器中的压力为1.2Mpa，保持时间为12min；最后通入氮气，保持容器中的压力为1.8Mpa，保持时间为7min，在静置15min，得到处理后的水溶液；

步骤三、将步骤二中得到的处理后的水溶液置于功率为500W的微波炉中加热8min，冷却即得葡萄糖前体溶液。

实施例9

一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比1:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液搅拌均匀，并置于恒温箱中，进行加热，得棕色溶液并冷却至室温；

S4、将S3中冷却后的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:1混合棕色溶液与乙二胺，并加入超纯水稀释，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、恒温条件下将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S3中置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S6中于60℃恒温下进行旋转蒸发。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S4中乙二胺要逐滴加入。

所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，S1中葡萄糖前体溶液的制备包括以下步骤：

步骤一、将重量份为50份的葡萄糖、重量份为0.5份的复合酶置于重量份为200份的磁化水中，进行超声处理，得到水溶液；其中，超声功率为600W，超声频率为100KHz，超声时间为20min；所述复合酶包括质量比为1:0.8:1的核糖核酸酶、糖化酶与脱支酶混合物；

步骤二、将步骤二中的水溶液于功率为100W紫外灯下照射20min后置于温度为40℃容器中，并向容器中通入硫化氢气，保持容器中的压力为1Mpa，保持时间为10min；然后向反应釜中通入臭氧，保持容器中的压力为1.5Mpa，保持时间为15min；最后通入氮气，保持容器中的压力为2Mpa，保持时间为10min，在静置20min，得到处理后的水溶液；

步骤三、将步骤二中得到的处理后的水溶液置于功率为800W的微波炉中加热10min，冷却即得葡萄糖前体溶液。

图1为本发明制备的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的荧光激发和荧光发射图谱。

图2为本发明制备的水溶性氮磷共掺杂碳量子点在不同激发波长下的荧光发射图谱，其中曲线由上至下分别对应a～h，且a～h曲线对应的激发波长分别为380nm、390nm、400nm、410nm、420nm、430nm、440nm、450nm。

一、免疫层析分析试验

本发明制备得到的水溶性氮磷共掺杂碳量子点可以和抗体结合进行免疫层析分析。抗体结合的荧光碳量子点越多，对应的荧光强度越强，利用其荧光信号的强弱可以进行定量分析。

现在对实施例2制备得到的水溶性氮磷共掺杂碳量子点进行以下免疫层析分析试验：

(1)在缓冲液体系下，通过二环已基二亚胺(DCC)或者二异丙基碳二亚胺(DIC)处理可以与链酶亲和素交联，然后与生物素标记的抗体结合，获得结合水溶性氮磷共掺杂碳量子点的抗体。

(2)免疫层析试纸条包括依次设置的加样区、结合物释放区、反应区和吸水区；所述结合物释放区为包被结合有水溶性黄色荧光碳量子点的抗体的结合物释放垫；所述反应区为分为测试区和控制区，所述反应区为测试区包被与抗体结合的抗原、控制区包被抗鼠IgG抗体的固体支持物。

(3)将结合水溶性氮磷共掺杂碳量子点的抗体喷涂在结合物释放垫上获得结合物释放区；

将抗原和抗鼠IgG抗体喷涂在反应区的固体支持物上，分别形成测试区、控制区获得反应区；

将加样区、结合物释放区、反应区和吸水区依次相互搭接的粘贴在背衬上即得。

其中，本发明所述免疫层析试剂盒中免疫层析试纸条上喷涂的抗原针对不同检测物可以选择与检测物相适应的抗原。

二、防伪标记试验

将实施例2制备的水溶性氮磷共掺杂碳量子点加入纯水中，制备浓度为2mg/mL水溶性氮磷共掺杂碳量子点水溶液2mL，将其与5mL聚乙烯醇(5.0wt％)混合，将混合后的溶液用刷子均匀涂布到玻璃片上，之后将玻璃片置于65℃烘箱中1小时，取出玻璃片拍照，经过对比可知，玻璃片在自然光下没有任何颜色，而在365nm紫外灯下可见明亮的蓝色荧光，故碳量子点可用作防伪标记。

根据图3中水溶性氮磷共掺杂碳量子点构成直线的斜率和硫酸奎宁点构成直线的斜率的比值乘以硫酸奎宁的量子产率(硫酸奎宁为标准量，其量子产率为54％)可以计算得出本发明的碳量子点的荧光量子产率为13％。

同理将实施例7、8、9以相同的方法计算得出碳量子点的荧光量子产率为分别为13.4％、13.7％、14.1％。

对比例1

同实施例2，区别在于反应中不加乙二胺，以相同的方法计算得出碳量子点的荧光量子产率为11.2％。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、葡萄糖前体溶液的配制；

S2、按体积比1～5:3混合葡萄糖前体溶液与浓磷酸，得到第一混合溶液；

S3、将S2中得到的第一混合溶液加热，得棕色溶液；

S4、将S3中的棕色溶液置于冰水浴条件下按体积比5:1～5混合棕色溶液与乙二胺，得到第二混合溶液，过滤所述第二混合溶液，得到滤液；

S5、透析所述滤液，得透析液；

S6、将透析液蒸发得到水溶性氮磷共掺杂碳量子点。

2.如权利要求1所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，S3中加热时置于温度为80℃的恒温箱中，加热时间为50min。

3.如权利要求1所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，S6中蒸发时于60℃恒温下进行旋转蒸发。

4.如权利要求1所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，S1中葡萄糖前体溶液的配制是将1g葡萄糖溶于2mL超纯水，备用。

5.如权利要求1所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，S2中葡萄糖前体溶液与浓磷酸体积比为2:3。

6.如权利要求1所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，S5中透析具体为：采用剪切分子量1000的透析袋，透析72小时。

7.如权利要求1所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，S4中棕色溶液与乙二胺的体积比为5:1，并且乙二胺要逐滴加入。

8.如权利要求1所述的以葡萄糖、浓磷酸、乙二胺为原料的水溶性氮磷共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，S1中葡萄糖前体溶液的制备包括以下步骤：

步骤一、将重量份为50份的葡萄糖、重量份为0.2～0.5份的复合酶置于重量份为100～200份的磁化水中，进行超声处理，得到水溶液；其中，超声功率为200～600W，超声频率为50～100KHz，超声时间为10～20min；所述复合酶包括质量比为1:0.2～0.8:0.5～1的核糖核酸酶、糖化酶与脱支酶混合物；

步骤二、将步骤二中的水溶液于功率为50～100W紫外灯下照射10～20min后置于温度为30～40℃容器中，并向容器中通入硫化氢气，保持容器中的压力为0.5～1Mpa，保持时间为5～10min；然后向反应釜中通入臭氧，保持容器中的压力为1～1.5Mpa，保持时间为10～15min；最后通入氮气，保持容器中的压力为1.5～2Mpa，保持时间为5～10min，在静置10～20min，得到处理后的水溶液；

步骤三、将步骤二中得到的处理后的水溶液置于功率为300～800W的微波炉中加热5～10min，冷却即得葡萄糖前体溶液。