本发明专利技术涉及一种用于荧光纳米温度计的碳点的制备方法。采用的技术方案是：将适量核酸碱基作为碳源，用氢氧化钠溶液完全溶解，置于具有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，在马弗炉中加热；待反应结束，自然冷却至室温，离心，取上清液，调节pH值到中性，冷冻干燥，即得目标产物碳点，于4℃保存。所述的核酸碱基为腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤或胞嘧啶。本发明专利技术制备的碳点用于荧光纳米温度计，溶液稳定性好，对温度具有高灵敏性，且对温度具有可逆的响应性，通过碳点荧光强度的变化可以监测碳点溶液温度的变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于荧光纳米材料和高分子材料领域，具体涉及。
技术介绍
温度是最基本的物理量之一，在物理、化学和生物学等领域有着至关重要的作用。在工业生产制造过程中，对温度进行实时监控，可以优化生产过程，减少废料产生，降低能量损耗。在一些生物工程学和生物化学领域，通过监测细胞内一些微小的温度改变，能够精确地和定量地反映生理活动信息。在现代生物医学中，为了实现细胞内的温度传感，观察细胞的高分辨率荧光成像，纳米温度计应运而生。纳米温度计是一个分辨率低于一度，并且能够集成到活细胞内的纳米级的温度计。纳米温度计可以在单个细胞中，或者体积小于10 18L的受限空间中工作，实现温度的检测和传感。目前，用于纳米温度计的纳米材料的制备方法通常是在纳米材料的表面引入化学发光基团或者荧光基团。然而这些方法通常涉及大量的化学合成反应步骤，并且这些引入的发光基团或者选取的纳米材料通常带有一定的毒性，大大限制了纳米温度计进一步的应用和发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种没有毒性，溶液稳定性好，并且对温度具有高灵敏性的用于荧光纳米温度计的碳点的制备方法，用该碳点作为荧光纳米温度计对温度具有可逆的响应性，通过碳点荧光强度的变化可以监测碳点溶液温度的变化。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:一种用于荧光纳米温度计的碳点的制备方法，包括如下步骤:I)将适量核酸碱基作为碳源，用氢氧化钠溶液完全溶解，置于具有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，在马弗炉中加热；2)待反应结束，自然冷却至室温，离心，取上清液，调节pH值到中性，冷冻干燥，SP得目标产物碳点，于4°C保存。上述的用于荧光纳米温度计的碳点的制备方法，所述的核酸碱基为腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤或胞嘧啶。上述的用于荧光纳米温度计的碳点的制备方法，核酸碱基与氢氧化钠的摩尔比为1:100 ?1000。上述的用于荧光纳米温度计的碳点的制备方法，步骤I)中，马弗炉加热温度为150-240°C，加热时间为10-15小时。上述的用于荧光纳米温度计的碳点的制备方法，步骤2)中，透析用透析袋的截留分子量为l-14kDa。本专利技术，通过上述方法制备的用于荧光纳米温度计的碳点为粒径为l_20nm且均匀分布的球状颗粒，碳点表面没有经过钝化或者改性，碳点自身具有温敏性。本专利技术制备的碳点可作为荧光纳米温度计在生物工程学和生物化学中应用。所述的应用，方法如下:将制备的碳点加入到适量溶剂中，得到含有碳点的溶液，改变溶液的温度，监测溶液的荧光强度。改变溶液的温度，碳点的荧光强度随温度的升高而降低，随温度的降低而升高，并且这种荧光变化具有可逆性。上述的应用，所述的溶剂为水溶液、乙醇溶液、氯仿溶液或细胞溶液。上述的应用，所述的含有碳点的溶液中，碳点浓度为0.1-lOOmg/mL。上述的应用，所述的改变溶液的温度，温度变化范围为1-100°C。本专利技术制备的碳点作为荧光纳米温度计对温度响应的原理:碳点，是以碳原子为骨架结构，尺寸小于20nm，具有荧光性能的类球形的纳米颗粒。本专利技术在碳点的基础上，提供了一种新型的荧光纳米温度计。该纳米温度计是一个没有经过钝化或者改性的碳点。该荧光碳点具有温敏性的主要原因在于其表面具有非辐射的电子空穴，并且碳点的荧光性能与电子空穴的含量密切相关。电子空穴越多，碳点的荧光强度随之降低。在低温时，非辐射的电子空穴的通道处于未被激活的状态，电子受激发后可以产生光子；当温度升高时，非辐射的电子空穴的通道的数量开始增加，且通道由未激活状态向激活状态转变，导致越来越多的受激电子通过电子空穴向基态转变，从而碳点的荧光强度明显下降甚至猝灭，因此能够通过碳点荧光强度的变化监测碳点溶液温度的变化。本专利技术的有益效果是:本专利技术基于碳点的荧光纳米温度计具有优良的化学稳定性，生物相容性以及低毒性，同时光学性能良好，尤其适合在生物学研究领域的应用，例如生物成像等方面；这种荧光纳米温度计的荧光光谱能够伴随温度的改变进行重复可逆的变化，并且荧光强度在多次使用后仍没有衰减；其制备方法工艺简单、易于操作，制备成本低，易于推广。本专利技术制备的碳点，粒径为l_20nm，且为均匀分布的球状颗粒，碳点表面没有经过钝化或者改性，碳点没有毒性，因此可用于生物学领域，通过监测细胞内一些微小的温度改变，能够精确地和定量地反映生理活动信息。【附图说明】图1是实施例1腺嘌呤制备的碳点的电镜扫描图。图2是实施例1腺嘌呤制备的碳点从30°C到100°C逐渐升温的荧光变化谱图。图3是实施例1腺嘌呤制备的碳点从30°C到100°C逐渐升温425nm处的荧光强度变化图。图4是实施例1腺嘌呤制备的碳点从100°C到30°C逐渐降温的荧光变化谱图。图5是实施例1腺嘌呤制备的碳点从100°C到30°C逐渐降温425nm处的荧光强度变化图。图6是实施例2胸腺嘧啶制备的碳点从30°C到100°C逐渐升温的荧光变化谱图。图7是实施例2胸腺嘧啶制备的碳点从30°C到100°C逐渐升温400nm处的荧光强度变化图。图8是实施例2胸腺嘧啶制备的碳点从100°C到30°C逐渐降温的荧光变化谱图。图9是实施例2胸腺嘧啶制备的碳点从100°C到30°C逐渐降温400nm处的荧光强度变化图。图10是实施例3鸟嘌呤制备的碳点从30°C到100°C逐渐升温的荧光变化谱图。图11是实施例3鸟嘌呤制备的碳点从30°C到100°C逐渐升温425nm处的荧光强度变化图。图12是实施例3鸟嘌呤制备的碳点从100°C到30°C逐渐降温的荧光变化谱图。图13是实施例3鸟嘌呤制备的碳点从100°C到30°C逐渐降温425nm处的荧光强度变化图。图14是实施例4胞嘧啶制备的碳点从30°C到100°C逐渐升温的荧光变化谱图。图15是实施例4胞嘧啶制备的碳点从30°C到100°C逐渐升温400nm处的荧光强度变化图。图16是实施例4胞嘧啶制备的碳点从100°C到30°C逐渐降温的荧光变化谱图。图17是实施例4胞嘧啶制备的碳点从100°C到30°C逐渐降温400nm处的荧光强度变化图。【具体实施方式】以下通过非限定性实例进一步详细说明本专利技术。 实施例1腺嘌呤碳点的制备称取0.6756g(5mmol)腺嘌呤(A)，溶于10mL(0.5M)氢氧化钠溶液中，完全溶解后，置于具有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，在马弗炉中于180°C加热12小时，待样品冷却至室温后。在12000转/分钟下离心20分钟，取上清液。调节pH值到中性。以截留分子量为14kDa的透析袋透析48小时。将溶液取出，冷冻干燥得到碳点，于4°C下保存，即为腺嘌呤碳点(A-CD)。将制备的腺嘌呤碳点(A-CD)进行电镜扫描，结果如图1所示，从图1可见，制备的腺嘌呤碳点(A-CD)平均粒径为15nm，且分布均匀，成均匀分布的球形颗粒。实施例2胸腺嘧啶碳点的制备称取0.6306g (5mmol)胸腺嘧啶(T)，溶于1mL (0.5M)氢氧化钠溶液中，完全溶解后，置于具有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，在马弗炉中于180°C加热12小时，待样品冷却至室温后。在12000转/分钟下离心20分钟，取上清液。调节pH值到中性。以截留分子量为14kDa的透析袋透析48小时。将溶液取出，冷冻干燥得到碳点，于4°C下保存，即为胸腺嘧啶碳点本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于荧光纳米温度计的碳点的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将适量核酸碱基作为碳源，用氢氧化钠溶液完全溶解，置于具有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，在马弗炉中加热；2)待反应结束，自然冷却至室温，离心，取上清液，调节pH值到中性，进行透析，冷冻干燥，即得目标产物碳点，于4℃保存。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘学，侯雨，张国林，吴秋华，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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