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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810516131.3 (22)申请日 2018.05.25 (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 路雯婧焦媛高艺芳董川 双少敏李晨钟 (74)专利代理机构 太原市科瑞达专利代理有限 公司 14101 代理人 刘宝贤 (51)Int.Cl. C09K 11/65(2006.01) C01B 32/15(2017.01) G01N 21/64(2006.01) B82Y 20/00(2011.01) B82Y 40/0。
2、0(2011.01) (54)发明名称 一种黄色荧光碳点及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明公开了一种发射黄色荧光的碳点及 其制备方法， 以及该碳点用于免标记检测喹诺酮 类抗生素。 所述碳点为一种以邻苯二胺和氨基丁 酸为原料， 通过一步水热合成法制备的黄色荧光 碳点。 碳点的制备方法简便， 制得的碳点光学性 质稳定， 水溶性好， 分散性好。 由于碳点独特的表 面结构， 以其作为荧光探针能够免标记地、 快速 灵敏地检测喹诺酮类抗生素。 当喹诺酮类抗生素 存在时， 碳点的荧光被喹诺酮类抗生素有效淬 灭， 根据荧光的变化程度可以检测出样品中喹诺 酮类抗生素的含量。 当本发明提供的检测喹诺酮 类抗。
3、生素的方法与传统方法相比， 简便快速， 无 需额外修饰标记物， 可直接检测样品， 在实际应 用中具有更多的优势。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 108659833 A 2018.10.16 CN 108659833 A 1.一种黄色荧光碳点的制备方法， 其特征在于步骤为： 1)、 将邻苯二胺和氨基丁酸置于玻璃烧杯中， 加入去离子水中， 充分搅拌后超声溶解 15-20分钟， 邻苯二胺和氨基丁酸的质量比为： 0.15-0.62 0.162-0.648； 2)、 将反应混合物转移至水热反应釜中， 并置于烘箱内， 160反应8-10h， 得到棕色溶 液； 3)、 取出水热反应釜， 自然冷。
4、却， 将反应产物加入去离子水稀释10-20倍， 在13000r/m转 速下离心15min， 去除不溶物得到澄清棕黄色的溶液， 用0.22 m滤膜过滤后得到纯净的碳点 水溶液； 4)、 将上述碳点水溶液冷冻干燥后得到黄色荧光碳点。 2.如权利要求1所述方法制备的黄色荧光碳点。 3.如权利要求2所述的荧光碳点在免标记检测喹诺酮类抗生素中的应用。 4.如权利要求3所述的荧光碳点在免标记检测喹诺酮类抗生素中的应用， 所述的喹诺 酮类抗生素为诺氟沙星、 环丙沙星、 氧氟沙星或左氧氟沙星。 5.一种荧光碳点免标记检测喹诺酮类抗生素的方法， 其特征在于步骤为： 1)、 配置浓度为0.2mg/mL的碳点溶液；。
5、 2)、 配置浓度梯度为0.05、 0.10、 0.150.95、 1.0mM的喹诺酮类抗生素的标准溶液； 3)、 向碳点溶液中加入喹诺酮类抗生素， 使碳点的荧光逐渐淬灭； 4)、 测定碳点反应前后的荧光强度， 根据喹诺酮类抗生素的浓度和相对荧光强度变化 值之间的关系建立检测喹诺酮类的标准曲线； 5)、 定量检测： 测定待测样品和碳点反应前后的荧光强度变化， 计算反应前后相对荧光 强度变化值， 参照步骤4)中获得的标准曲线， 得到待测样品中喹诺酮类抗生素的含量。 6.如权利要求5所述的一种荧光碳点免标记检测喹诺酮类抗生素的方法， 其特征在于 所述的喹诺酮类抗生素为诺氟沙星、 环丙沙星、 氧氟沙。
6、星或左氧氟沙星。 权利要求书 1/1 页 2 CN 108659833 A 2 一种黄色荧光碳点及其制备方法和应用 技术领域 0001 本发明涉及荧光碳点， 具体涉及一种黄色荧光碳点及其制备方法， 以及该碳点用 于喹诺酮类抗生素的免标记检测。 背景技术 0002 喹诺酮类抗生素是人工合成的第三代含4-喹诺酮基本结构的用于预防和治疗致 病细菌感染抗生素药物。 喹诺酮类以细菌的脱氧核糖核酸(DNA)为靶， 妨碍DNA回旋酶， 进一 步造成细菌DNA的不可逆损害， 破坏细菌的正常代谢、 繁殖， 从而达到抗菌效果。 由于其渗透 力强、 半衰期较长、 对环境和食品中的革兰氏阳性菌和阴性菌均表现出广泛的抗。
7、菌活性， 因 此， 在人类和动物中被广泛用于治疗呼吸道及皮肤感染性疾病等。 但因其日益增多的用量， 现已成为水体等环境的主要污染物， 并且会残留于食物中。 这会直接影响人类健康、 诱导产 生耐药菌、 影响生态系统。 因此， 开发一种有效， 简单， 低成本的监测工具来直接检测这类抗 生素的残留量具有重要意义。 0003 据目前的研究报道， 对喹诺酮类抗生素的检测主要集中于两类方法。 一类是仪器 分析， 例如使用HPLC-MS、 GC-MS等分析仪器； 或者利用基于抗原与抗体相互作用的免疫方法 例如ELISAs。 虽然这些方法有许多优点， 例如检测样品高通量、 选择性好、 灵敏度高， 但是仍 然遭。
8、受着样品前处理步骤复杂， 需要标记特定的靶向物质， 需要昂贵的仪器， 检测进程耗时 长等问题。 因此， 开发一种简便快速， 选择性好， 灵敏度高的分析技术检测喹诺酮类抗生素 具有重要意义。 0004 荧光分析法由于灵敏度高、 选择性好、 操作简单快捷等检测优势得到广泛应用。 目 前， 利用化学性质优异、 毒性低、 生物相容性好的碳点作为荧光探针已经在生化传感、 生物 成像、 环境分析等领域得到了良好的应用。 但是， 利用简便的制备方法， 可控制备具有特定 结构的荧光碳点， 并将其应用于靶向分子的检测仍然具有挑战性。 发明内容 0005 为解决上述技术问题， 本发明的目的在于提供一种结构性质优异。
9、的荧光碳点及其 制备方法， 碳点的制备方法简便、 原料廉价易得； 所制备的碳点表面化学结构优异， 可应用 于免标记检测喹诺酮类抗生素， 并展现出出良好的选择性和灵敏度。 0006 本发明提供的一种黄色荧光碳点的制备方法， 包括以下步骤： 0007 1)、 将邻苯二胺和氨基丁酸置于玻璃烧杯中， 加入去离子水中， 充分搅拌后超声溶 解15-20分钟， 邻苯二胺和氨基丁酸的质量比为： 0.15-0.62 0.162-0.648； 0008 2)、 将反应混合物转移至水热反应釜中， 并置于烘箱内， 160反应8-10h， 得到棕 色溶液； 0009 3)、 取出水热反应釜， 自然冷却， 将反应产物加入。
10、去离子水稀释10-20倍， 在 13000r/m转速下离心15min， 去除不溶物得到澄清棕黄色的溶液， 用0.22 m滤膜过滤后得到 纯净的碳点的水溶液； 说明书 1/3 页 3 CN 108659833 A 3 0010 4)、 将上述碳点水溶液冷冻干燥后得到碳点固体。 0011 上述方法制备的碳点荧光性质稳定， 在紫外灯照射下发出明亮的黄色荧光； 具有 良好的水溶性和分散性， 通过AFM表征可看出其形貌为单分散无定型颗粒。 所述碳点制备方 法简便， 利用一步水热合成法即可制得， 并且无需繁琐的样品预处理和纯化过程。 此外， 所 述碳点无需额外标记其他物质即可高选择性的检测喹诺酮类抗生素，。
11、 只在碳点溶液中加入 喹诺酮类抗生素， 碳点的荧光发生明显淬灭。 本发明荧光碳点可在免标记检测喹诺酮类抗 生素中应用。 0012 本发明提供的一种荧光碳点免标记检测喹诺酮类抗生素的方法， 步骤为： 0013 1)、 配置浓度为0.2mg/mL的碳点溶液； 0014 2)、 配置浓度梯度为0.05、 0.10、 0.150.95、 1.0mM的喹诺酮类抗生素的标准溶 液； 0015 3)、 向碳点溶液中加入喹诺酮类抗生素， 使碳点的荧光逐渐淬灭； 0016 4)、 测定碳点反应前后的荧光强度， 根据喹诺酮类抗生素的浓度和相对荧光强度 变化值之间的关系建立检测喹诺酮类的标准曲线； 0017 5)、。
12、 定量检测： 测定待测样品和碳点反应前后的荧光强度变化， 计算反应前后相对 荧光强度变化值， 参照步骤4)中获得的标准曲线， 得到待测样品中喹诺酮类抗生素的含量。 0018 以上所述喹诺酮类抗生素可以为诺氟沙星、 环丙沙星、 氧氟沙星或左氧氟沙星。 0019 本发明具有以下有益技术效果： 0020 (1)本发明提供的碳点原材料廉价易得， 运用一步合成法， 无需繁琐的预处理和纯 化过程， 制备过程节能省时。 0021 (2)本发明的提供碳点在水溶液中都具有良好的溶解度和分散性； 能发射明亮黄 色荧光， 在长时间光照与高离子强度下光学性质稳定。 0022 (3)本发明所述的荧光碳点的表面良好地保留。
13、了原料化合物的化学结构， 可与喹 诺酮类抗生素直接发生相互作用， 促使碳点的荧光淬灭， 基于这项原理， 所述碳点可作为荧 光探针免标记检测喹诺酮类抗生素。 0023 (4)本发明所述的荧光碳点在检测喹诺酮类抗生素的应用与传统的喹诺酮类抗生 素检测方法相比， 无需修饰额外的标记物， 无需利用昂贵的分析仪器即可达到良好的检测 效果， 具有优异的选择性和灵敏度， 在实际操作中更具有优越性。 同时此项应用也拓展了碳 点的应用范围。 附图说明 0024 图1为实施例1制备的碳点的荧光发射光谱及紫外吸收光谱； 0025 图2为实施例1制备的碳点的AFM图谱； 0026 图3为实施例1制备的碳点的XPS图谱。
14、； 0027 图4为实施例1制备的碳点检测诺氟沙星的荧光发射光谱图； 0028 图5为碳点、 碳点/诺氟沙星溶液体系在紫外灯下的照片； 0029 图6为其他抗生素对碳点检测诺氟沙星体系无荧光干扰的柱状图。 具体实施方式 说明书 2/3 页 4 CN 108659833 A 4 0030 下面结合实施例对本发明做详细说明， 实施例给出了详细的实施方式和具体的操 作过程， 但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 0031 实施例1 0032 碳点的制备方法： 0033 1)、 分别取0.30g邻苯二胺和氨基丁酸置于玻璃烧杯中， 加入20mL去离子水中， 充 分搅拌后超声溶解15分钟； 0034 2。
15、)、 将反应混合物转移至水热反应釜中， 并置于烘箱内， 160反应8h， 得到棕色溶 液； 0035 3)、 取出水热反应釜， 自然冷却， 将反应产物稀释10倍， 在13000r/m转速下离心 15min， 去除不溶物得到澄清黄色的溶液， 用0.22 m滤膜过滤后得到纯净的碳点的水溶液； 0036 4)、 将上述碳点水溶液冷冻干燥后得到碳点固体。 0037 实施例2 0038 将实施例1制备的荧光碳点进行荧光激发、 发射和紫外吸收光谱表征(见图1)， 进 行AFM和XPS表征(见图2-3)， 得到本发明制备的荧光碳点发射黄色荧光， 为单分散无定型纳 米颗粒， 表面含有氨基、 羧基、 羟基基团。。
16、 0039 实施例3 0040 取实施例1制备的荧光碳点水溶液(0.2mg/mL)2mL置于荧光比色皿中， 分别加入 0.2mL浓度为0.05、 0.10、 0.150.95、 1.0mM的诺氟沙星溶液， 混合均匀， 在荧光光度计中 扫描发射光谱( ex420nm， em564nm)， 根据诺氟沙星的浓度和相对荧光强度变化值之间 的关系， 计算碳点对诺氟沙星的检测范围及检出限。 (见图4) 0041 实施例4 0042 如图5， 将实施例1制备的荧光碳点水溶液置于玻璃瓶中， 在365nm紫外灯下的图 片， 碳点溶液为黄色荧光(左)， 加入诺氟沙星后荧光明显淬灭。 0043 实施例5 0044 。
17、取实施例1制备的荧光碳点水溶液(0.2mg/mL)2.0mL置于荧光比色皿中， 分别加入 10 L浓度为10mM的诺氟沙星(NOR)、 土霉素(OTC)、 氨苄西林(AMP)、 红霉素(ERY)、 氯霉素 (CHL)、 硫酸链霉素(STR)溶液， 混合均匀， 在荧光光度计中扫描发射光谱( ex420nm， em 564nm)， 记录加入不同抗生素前后， 碳点溶液的荧光强度， 通过计算相对荧光强度观察碳点 对喹诺酮类抗生素的选择性。 见图6， 与其他种类抗生素相比， 只有喹诺酮类抗生素诺 氟沙星能使碳点的荧光淬灭。 说明书 3/3 页 5 CN 108659833 A 5 图1 图2 说明书附图 1/3 页 6 CN 108659833 A 6 图3 图4 说明书附图 2/3 页 7 CN 108659833 A 7 图5 图6 说明书附图 3/3 页 8 CN 108659833 A 8 。