本發明公開了一種氮摻雜石墨烯量子點，其制備方法及其作為雙光子熒光探針在活細胞成像中的應用。本發明的氮摻雜石墨烯量子點制備方法簡便；用于活細胞的雙光子熒光成像效果好，在較寬的pH值范圍內具有非常強的雙光子熒光，雙光子吸收截面可達48,000GM；極易溶于水，無毒性，光穩定性好；溶液具有極強的穩定性，可以在24個月內保持穩定，具有廣泛的應用前景。

1.一種氮摻雜石墨烯量子點，其特征在于：
所述氮摻雜石墨烯量子點是包含連接于碳原子的羥基，羧基和烷胺基
的石墨烯納米片層；所述氮摻雜石墨烯量子點的平均直徑為1.5～5nm，
平均厚度為0.5～1nm，并且所述氮摻雜石墨烯量子點包含的C、O、N三
種元素的摩爾百分比分別為75～85％、24～12％和1～3％。
2.根據權利要求1所述的氮摻雜石墨烯量子點，其特征在于，所述烷
胺基為-NR₂，且R為-CH₃或-C₂H₅。
3.根據權利要求1所述的氮摻雜石墨烯量子點，其特征在于，所述氮
摻雜石墨烯量子點的平均直徑為3nm。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的氮摻雜石墨烯量子點，其特征
在于，所述氮摻雜石墨烯量子點包含有C、O、N三種元素，其摩爾百分
比分別為81.48％、16.24％和2.28％。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的氮摻雜石墨烯量子點，其特征
在于，所述氮摻雜石墨烯量子點具有如圖2所示的X射線光電子能譜圖和
/或圖3所示的紅外吸收光譜。
6.一種制備權利要求1-5中任一項所述的氮摻雜石墨烯量子點的方
法，其特征在于：該方法以石墨片為起始原料，以及該方法包括步驟：氧
化、超聲剝離、溶劑熱氮摻雜及純化。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化步驟包括用濃
硫酸、K₂S₂O₈和P₂O₅處理石墨片，反應后產物用水稀釋，過濾，洗滌，
然后干燥，得到氧化石墨烯。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述超聲剝離步驟包括
將經洗滌和干燥的氧化石墨烯加入到酰胺類有機溶劑中并超聲處理20～
50分鐘，氧化石墨烯的濃度為1～6mg/mL。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述酰胺類有機溶劑是
N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二乙基甲酰胺。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，超聲處理30分鐘。
11.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，氧化石墨烯的濃度為
3.33mg/mL。
12.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述溶劑熱氮摻雜是
以酰胺類有機溶劑作為氮源，將石墨片經氧化和超聲剝離得到的氧化石墨
烯在155～220℃下進行溶劑熱處理4-8小時。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯在
160～200℃下進行溶劑熱處理4-6小時。
14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述氧化石墨烯在
200℃下進行溶劑熱反應4.5小時。
15.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述酰胺類有機溶劑
是N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二乙基甲酰胺。
16.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述純化步驟包括經
微孔濾膜過濾和干燥的步驟。
17.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，所述微孔濾膜的孔
徑為0.2～0.45微米。
18.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，所述微孔濾膜的孔徑
為0.22微米。
19.權利要求1-5中任一項所述的氮摻雜石墨烯量子點在活細胞雙光
子成像中的應用。
20.根據權利要求19所述的應用，其特征在于，所述活細胞為Hela
細胞。
21.一種活細胞的熒光成像方法，其包括步驟：
1)將活細胞與包含權利要求1-5中任一項所述的氮摻雜石墨烯量子點
的培養基共同培養2-12小時，且氮摻雜石墨烯量子點的濃度為80-120μg
氮摻雜石墨烯量子點/1mL培養基；
2)在雙光子顯微鏡下對培養得到的細胞進行觀測。
22.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，在觀測中的激發波長為
800nm。
23.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述活細胞為Hela細
胞。
24.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，氮摻雜石墨烯量子點
的濃度為100μg氮摻雜石墨烯量子點/1mL培養基。