一种硒-碳量子点及其制备方法和应用

    专利2026-01-21  9


    本申请属于硒碳点,更具体地说,是涉及一种硒-碳量子点及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、碳点(cds)是一种尺寸小于10nm的零维碳基材料,由于其具有良好的光学特性和生物相容性、制备方法较多、毒性较低等诸多优点,逐步成为人们的研究热点,在多个领域发挥着重要作用,如生物医学、生物传感、光催化、生物成像、离子检测等。目前合成方法分为“自上而下”和“自下而上”两部分,其中“自下而上”中的水热法,由于操作简便且高效,成为合成碳点的主要方法。

    2、传统非功能化cds通常由c、o等元素组成,未经功能化的cds,存在量子产率较低、发光效率不足等缺点,目前可通过杂原子掺杂技术方法来提高碳点的荧光性能。硒作为人体必需的微量元素与人体健康密不可分,所以硒元素的掺杂不仅可以提高碳点的荧光性能,同时赋予了其生物活性。研究发现,目前主要以化学物质硒代半胱氨酸作为前驱物合成硒碳点(se-cds),并用于细胞自由基清除。然而,前驱物硒代半胱氨酸原料价格昂贵、不易获得,且制备的硒碳点的荧光量子产率偏低(一般以化学试剂为硒源制备的硒碳点的荧光量子产率在7~8%左右),还具有一定毒性,不能大规模工业化生产,导致硒碳点的应用范围受限,不能最大程度发挥其应用价值。


    技术实现思路

    1、本申请的目的在于提供一种硒-碳量子点及其制备方法和应用,本申请采用天然生物质基富硒植物碎米荠作为原料,通过一步水热法制备了高附加值蓝色荧光se-cds,提高了生物质基利用率,节约了成本,且制备的se-cds具有较高的荧光量子产率。

    2、为实现上述目的,本申请的第一方面,提供了一种硒-碳量子点的制备方法,包括以下步骤:

    3、将碎米荠原料干燥后粉碎,得到碎米荠粉末;

    4、将所述碎米荠粉末加入到水中,并加入酸将溶液ph调至酸性,得到混合体系;

    5、将所述混合体系进行水热反应;

    6、将所述水热反应后的体系进行固液分离,并取上层清液置于透析袋中透析,收集透析液并冷冻干燥后得到硒-碳量子点粉末。

    7、进一步地,所述水热反应的温度为120-180℃,时间为5-10h。

    8、进一步地,所述混合体系的ph值为5.0-6.0。

    9、进一步地,所述酸为hcl。

    10、进一步地,所述混合体系中,所述碎米荠粉末和水的质量比为0.6:20-0.6:30。

    11、进一步地,所述碎米荠粉末的目数为80-100目。

    12、进一步地,所述透析袋的截留分子量为500-1000。

    13、进一步地,所述固液分离采用离心进行,离心的转速为5000-8000r/min,离心的时间为15-20min。

    14、本申请的第二方面,提供了一种硒-碳量子点,采用上述任一项所述的制备方法得到。

    15、本申请的第三方面,提供了一种硒-碳量子点在制备抗氧化药物中的应用。

    16、与现有技术相比,本申请具有以下的技术效果:

    17、本申请的一种硒-碳量子点的制备方法以天然生物质基富硒植物碎米荠作为原料,碎米荠叶片含硒量超过国际上的超富硒植物的含硒临界标准1000mg/kg,通过一步水热法制备了高附加值蓝色荧光se-cds。提高了生物质基利用率,节约了成本,并符合绿色发展观念。为生物质基合成硒碳点提供新思路和方法,同时为硒碳点对人体抗氧化作用提供科学依据。

    18、本申请的制备方法的原料只有天然生物质基富硒植物碎米荠和少量的酸,不需使用化学硒源,且天然生物质基富硒植物碎米荠原料来源广泛、廉价易得,而且可克服化学试剂具有毒性的缺陷,赋予se-cds高附加值。

    19、本申请制备的硒碳点se-cds的荧光量子产率可以达到12.7%,明显高于目前以化学硒源制备的se-cds的荧光量子产率,利于扩大规模化工业生产率;且生物相容性好,进一步拓宽硒碳点的应用领域,提高其应用价值。



    技术特征:

    1.一种硒-碳量子点的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的一种硒-碳量子点的制备方法,其特征在于,所述水热反应的温度为120-200℃,时间为5-10h。

    3.如权利要求1所述的一种硒-碳量子点的制备方法,其特征在于,所述混合体系的ph值为5.0-6.0。

    4.如权利要求1所述的一种硒-碳量子点的制备方法,其特征在于,所述酸为hcl。

    5.如权利要求1所述的一种硒-碳量子点的制备方法,其特征在于,所述混合体系中,所述碎米荠粉末和水的质量比为0.6:20-0.6:30。

    6.如权利要求1所述的一种硒-碳量子点的制备方法,其特征在于,所述碎米荠粉末的目数为80-100目。

    7.如权利要求1所述的一种硒-碳量子点的制备方法,其特征在于,所述透析袋的截留分子量为500-1000。

    8.如权利要求1~7任一项所述的一种硒-碳量子点的制备方法,其特征在于,所述固液分离采用离心进行,离心的转速为5000-8000r/min,离心的时间为15-20min。

    9.一种硒-碳量子点,其特征在于,采用权利要求1-8任一项所述的制备方法得到。

    10.如权利要求9所述的一种硒-碳量子点在制备抗氧化药物中的应用。


    技术总结
    本申请提供了一种硒‑碳量子点及其制备方法和应用,属于硒碳点技术领域,制备方法包括以下步骤:将碎米荠原料干燥后粉碎,得到碎米荠粉末;将碎米荠粉末加入到水中,并加入酸将溶液pH调至酸性,得到混合体系;将混合体系进行水热反应;将水热反应后的体系进行固液分离,并取上层清液置于透析袋中透析,收集透析液并冷冻干燥后得到硒‑碳量子点粉末。本申请以天然生物质基富硒植物碎米荠作为原料,通过一步水热法制备了高附加值蓝色荧光Se‑CDs。提高了生物质基利用率,节约了成本,且可克服化学试剂具有毒性的缺陷,赋予Se‑CDs高附加值。本申请制备的硒碳点Se‑CDs的荧光量子产率可以达到12.7%,且生物相容性好,进一步拓宽硒碳点的应用领域,提高其应用价值。

    技术研发人员:刘卓,崔竞文,吴少尉,刘绪,田从魁,黄胜,谭健峰,刘雨
    受保护的技术使用者:湖北民族大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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