(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211154500.1 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 山西大学 地址 030006 山西省太原市小店区坞城路 92号 (72)发明人 石利红　常丹　杨永兴　 (74)专利代理 机构 山西五维专利事务所(有限 公司) 1410 5 专利代理师 张福增 (51)Int.Cl. C09K 11/65(2006.01) B82Y 20/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称 一种氮掺杂双发射荧光碳点及其制备方法 和应用 (57)摘要 本发明提供一种氮掺杂双发射荧光碳点及 其制备方法和应用， 属于荧光纳米材料领域。 碳 点制备步骤： 将中性红和柠檬酸溶于二次水中并 装入水热反应釜中进行水热反应； 得到的产物经 离心、 过滤除去 不溶物， 用透 析袋透析除去杂质， 冷冻干燥后得到氮掺杂双发射荧光碳点。 本发明 工艺简单， 成本较低， 制得的氮掺杂双发射荧光 碳点可作为比率荧光和比率吸收双信号纳米探 针用于水溶液中检测Hg2+， 以及作为比率荧光探 针用于活细胞中和斑马鱼中高选择性、 高灵敏度 地检测Hg2+。 此外， 制得的氮掺杂双发射荧光碳 点还可制作成试纸用于检测Hg2+， 更加方便、 实 用。 本发明碳点稳定性高、 毒副作用小、 水溶性以 及生物相容性好， 在生物传感、 体内体外成像等 领域有广阔的应用前 景。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115449368 A 2022.12.09 CN 115449368 A 1.一种氮掺杂双发射 荧光碳点的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： (1)按质量比1:2.5～10:140 0～1600将中性红和柠檬酸加入二次水中， 制得混合液； (2)将步骤(1)得到的混合液转移到水 热反应釜中， 进行 水热反应； (3)将步骤(2)得到的产物离心、 过滤除去不溶物， 透析后， 得到氮掺杂双发射荧光碳点 溶液； (4)将步骤(3)得到的氮掺杂双发射荧光碳点溶液冷冻干燥后得到目标氮掺杂双发射 荧光碳点。 2.如权利要求1所述的一种氮掺杂双发射荧光碳点的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 (1)中中性红， 柠檬酸和二次水的质量比为1:3～8 :1450～1550。 3.如权利要求1所述的一种氮掺杂双发射荧光碳点的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 (2)中水热反应的温度为15 0～200℃， 时间为2 ～4h。 4.如权利要求1 ‑3所述方法制备的氮掺杂双发射 荧光碳点。 5.如权利要求 4所述的氮掺杂双发射 荧光碳点在水溶液中比率 荧光检测Hg2+的应用。 6.如权利要求 4所述的氮掺杂双发射 荧光碳点在水溶液中比率吸 收检测Hg2+的应用。 7.如权利要求4所述的氮掺杂双发射荧光碳点在制备活细胞中检测Hg2+的试剂中的应 用。 8.如权利要求4所述的氮掺杂双发射荧光碳点在制备斑马鱼中检测Hg2+的试剂中的应 用。 9.如权利要求 4所述的氮掺杂双发射 荧光碳点制备成的试纸。 10.如权利要求9所述的试纸在检测Hg2+的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115449368 A 2一种氮掺 杂双发射 荧光碳点 及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明涉及 荧光纳米材料， 具体涉及一种氮掺杂双发射荧光碳点及其制备方法和 应用。 背景技术 [0002]碳点是一种新型的零维碳纳米材料， 粒径小于10nm， 自2004年被意外发现 (X.Y.Xu,R.Ray,Y.L.Gu,et  al.Electrophoretic  analysis  and purification  of  fluorescent  single‑walled carbon nanotube  fragment s,J.Am.Chem.Soc.,2004,126, 12736‑12737)以来受到了广泛关注。 作为一种新型荧光碳纳米材料， 碳点不仅具有优良的 光学性能、 稳定的荧光性质和良好的生物相容性等特点， 并且在化学与生物传感、 生物成 像、 药物传递和光催化 等方面具有独特的优势。 [0003]目前， 碳点的合成方法主要有两种： 自上而下法和自下而上法。 自上而下法， 通常 是将大分子碳材料通过一定的物理、 化学等方法破碎成小分子的碳点， 主要包括电弧放电 法、 激光烧蚀法、 电化学氧化法等。 自下而 上法， 是以小分子的含碳材料为前驱体， 通过不同 的手段合成碳 点， 包括高温热解法、 水 热法、 微波法、 超声 波法等。 [0004]目前， 绝大多数碳点基荧光探针是基于单波长荧光强度的变化， 很容易受到许多 不可避免因素(如光源强度波动、 仪器灵敏度、 探针 分布不均匀)的影响而使检测精度降低。 碳点基比率荧光探针是通过测量探针材料两个不同波长处的荧光 强度， 以其比值作为信号 参量来测定目标物， 从而可以对环境干扰进行自校准， 提高检测的准确度和灵敏度。 因此， 构建碳点基比率 荧光探针在化学/生物传感领域具有重要的意 义。 发明内容 [0005]本发明目的在于提供一种氮掺杂双发射荧光碳点及其制备方法， 该方法原料简 单、 制备条件要求低， 制得的氮掺杂双发射荧光碳点毒性小、 荧光量子产率高、 水溶性及生 物相容性好， 可将其作为比率荧光和比率吸收双信号纳米探针用于水溶液中检测Hg2+， 并将 其作为比率 荧光纳米探针用于活细胞中和斑马鱼中检测Hg2+， 以及制成试纸用于 Hg2+检测。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供的技 术方案为： [0007]一种氮掺杂双发射 荧光碳点的制备 方法， 包括如下步骤： [0008](1)按质量比1:2.5～10:1400～1600将 中性红和柠檬酸加入二次水中， 制得混合 液； [0009](2)将步骤(1)得到的混合液转移到水 热反应釜中， 进行 水热反应； [0010](3)将步骤(2)得到的产物离心、 过滤除去不溶物， 透析后， 得到氮掺杂双发射荧光 碳点溶液； [0011](4)将步骤(3)得到的氮掺杂双发射荧光碳点溶液冷冻干燥后得到目标氮掺杂双 发射荧光碳点。 [0012]所述步骤(1)中 中性红、 柠檬酸和二次水的质量比为1:3～8 :1450～1550。说　明　书 1/5 页 3 CN 115449368 A 3