一种长波长硅量子点、其制备方法和应用
1.本发明属于纳米材料及生物功能材料技术领域，更具体地，涉及一种长波长硅量子点、其制备方法和应用。
背景技术：
2.硅量子点(siqds)作为一种合成材料易获得、合成方式多样、光学性质优异且毒性低的荧光纳米材料，在生化传感、生物成像、药物递送及光电器件制备等领域中得到广泛应用。然而，前期制备出的siqds多为蓝siqds(发射波长《450nm)，其短的激发波长限制了siqds在生化检测和生物成像等领域的应用。
3.近年来，以硅烷偶联剂作为硅源，在还原剂作用下通过微波辅助水热法一步合成水溶性硅量子点的合成方法，具有简便、快速、不需要复杂仪器的优点，极具推广价值。然而这些方法制备得到的硅量子点存在产物光学稳定性差的缺点，不利于siqds的在生物医学领域的实际使用。
4.专利文献cn10577792a公开了一种季铵盐化荧光硅点及其制备方法与应用，将季铵盐化荧光硅点采用甜菜碱进行修饰用于抗菌，但其季铵盐化荧光硅点本身并无抗菌性。
技术实现要素：
5.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有抗菌性且能够用于细菌成像的长波长硅量子点及其制备方法和应用，以解决现有技术硅点在抗菌应用中存在的硅点本身没有抗菌效果或抗菌效果不佳，以及短波长硅量子点不利于细菌成像等的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种长波长硅量子点的制备方法，包括如下步骤：将硅源、第一还原剂和第二还原剂分散于水中，得到混合原料液；所述混合原料液在保护性气体氛围中加热进行反应，反应结束后分离、干燥得到所述抗菌性硅量子点；所述硅源为n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]-乙二胺。
[0007]
优选地，所述第一还原剂为邻苯二酚、间苯二酚以及原儿茶酸中的至少一种；所述第二还原剂为柠檬酸钠、亚硫酸钠、尿素、硫脲、抗坏血酸以及葡萄糖中的至少一种。
[0008]
进一步优选地，所述第一还原剂为邻苯二酚和/或间苯二酚，所述第二还原剂为硫脲。
[0009]
优选地，所述硅源、第一还原剂和第二还原剂的质量比为1:0.002-0.006:0.003-0.008；所述硅源在所述混合原料液中的浓度为0.01-0.03g/l。
[0010]
优选地，所述加热反应其反应温度为100-210℃，反应时间为2-6小时。
[0011]
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的制备方法制备得到的长波长硅量子点。
[0012]
按照本发明的另一个方面，提供了一种硅量子点偶联蛋白/多肽复合物，由如所述的长波长硅量子点与蛋白或与多肽通过化学方式偶联形成。
[0013]
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的长波长硅量子点或所述的硅量子点
偶联蛋白/多肽复合物在抗菌、抑制细菌生物膜形成和/或消除成熟细菌生物膜的应用；所述长波长硅量子点能够作用于生物膜中的细菌细胞，抑制细菌细胞繁殖；所述蛋白或多肽能够作用于生物膜中的胞外基质或细菌基本结构，使其降解，从而使得所述复合物中的抗菌性硅量子点和蛋白/多肽具有协同抗生物膜作用。
[0014]
优选地，所述细菌为金黄葡萄球菌、耐甲氧西林金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌或铜绿假单胞菌或变形杆菌；优选为金黄葡萄球菌。
[0015]
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的长波长硅量子点在细菌成像中的应用。
[0016]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0017]
(1)本发明通过对硅量子点制备过程中采用的硅源以及还原剂种类进行优化和筛选，以硅烷偶联剂n-[3-(trimethoxysilyl)propyl]-ethylenediamine(damo)为硅源，通过双还原剂硫脲和邻苯二酚的协同作用，一步水热法快速、简单地合成了绿发光的长波长硅量子点，制备得到的硅量子点具有优异的抗菌和细菌成像效果。
[0018]
(2)本发明提供了一种长波长硅量子点在抗菌抑膜中的应用，本发明提供的硅量子点可用于多种细菌或细菌生物膜的抑制或消除，具有一定的广谱抗菌能力。优选实施例中提供的硅量子点偶联酶复合物具有抑制生物膜生长的活性，且抑制生物膜生长的最小抑制浓度较低。
[0019]
(3)本发明提供的长波长硅量子点在用于细菌成像时，由于长波长的光比短波长的光受散射影响较小容易穿透标本；长波长的近红外光比短波长的光对细胞毒性小。且在复杂生物样品成像中，激发光和发射光波长越长，光的散射和背景荧光越小，而探针的荧光成像信噪比越低，成像深度越大。因此，本发明长波长硅量子点应用于细菌成像相较于现有技术蓝发光的硅量子点应用于细菌成像具有显著的技术优势。
[0020]
(4)本发明优选实施例中将采用特定硅源和还原剂制备得到的硅量子点与酶偶联得到复合物，实验发现其用于抗菌抑膜表现出较硅量子点更高的活性，本发明实施例制备的硅量子点对金黄葡萄球菌(s.aureus)最低抑制浓度(mic)达250μg/ml，而硅量子点的浓度达1.3mg/ml时才能够抑制s.aureus生物膜生长，而优选实施例中硅量子点偶联酶复合物对s.aureus的mic达10μg/ml，并且对s.aureus生物膜敏感性增加，其抑制s.aureus生物膜的浓度仅需62.5μg/ml。本发明为长波长发光硅量子点的合成、检测、抗菌抑膜和生物医学的应用提供了良好的理论和实践基础。
[0021]
(5)本发明优选实施例提供了具备高量子产率和抗菌抑膜性能的绿荧光硅量子点(tc-siqds)。制备的tc-siqds表现出广谱抗菌能力，为增强其抑制细菌生物膜生长的能力，制备硅量子点-溶菌酶复合物(tc-siqds-lzm)，该复合物对革兰氏阳性菌具有超强的特异性抗菌能力，对金黄葡萄球菌(s.aureus)的抑制能力比tc-siqds强20倍。
附图说明
[0022]
图1为实施例1制备得到的硅量子点的红外光谱扫描图。
[0023]
图2为实施例1制备的硅量子点的zeta电位图。
[0024]
图3为实施例1制备的硅量子点的发射光谱和紫外吸收光谱。
20mg/ml，所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为1.25mg/ml-5mg/ml，所述n-羟基琥珀酰亚胺的浓度为1mg/ml-4mg/ml，活化时间为至少30min；所述蛋白/多肽溶液中蛋白/多肽的浓度为5mg/ml-20mg/ml。
[0037]
本发明还提供了所述长波长硅量子点或硅量子点偶联蛋白/多肽复合物在抗菌、抑制细菌生物膜形成和/或消除成熟细菌生物膜的应用；实验中发现，不同的硅源反应制备的得到硅量子点抗菌性有较大的差异。本发明采用的硅源为n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]-乙二胺。制备得到的硅量子点具有长波长且抗菌效果优异。所述抗菌性硅量子点能够作用于生物膜中的细菌细胞，抑制细菌细胞繁殖；所述蛋白或多肽能够作用于生物膜中的胞外基质或细菌基本结构，使其降解，从而使得所述复合物中的抗菌性硅量子点和蛋白/多肽具有协同抗生物膜作用。
[0038]
本发明硅量子点偶联蛋白/多肽复合物，其中蛋白/多肽能够作用于生物膜中的胞外基质或细菌基本结构而使其降解，所述蛋白/多肽包括但不限于为褐藻胶裂解酶、海藻酸裂解酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、溶菌酶、胃蛋白酶、辣根过氧化物酶、硫酸鱼精蛋白、聚赖氨酸。
[0039]
本发明提供的硅量子点或硅量子点偶联蛋白/多肽复合物具有广谱抗菌能力，对多种细菌表现出较好的抗菌抑膜活性，所述细菌生物膜为金黄葡萄球菌、耐甲氧西林金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、变形杆菌等的生物膜；尤其对金黄葡萄球菌菌表现出突出的抗菌抑膜性能。
[0040]
本发明一些实施例中进行硅量子点或硅量子点偶联酶复合物的抗菌活性检测的具体步骤为：配制50μl含有不同浓度的硅量子点或硅量子点偶联酶复合物的pbs(磷酸缓冲溶液)，并将其添加到96孔板中。再将50μl浓度为2
×
107cfu ml-1
的菌悬液加入96孔板中。将96孔板置于生化培养箱中，在37℃培养12小时。加入5μl 3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐，再次放入隔水式培养箱培养30分钟，培养完成后，加入100μl二甲亚砜显。根据溶液颜的变化判断抗菌效果，细菌线粒体中含有琥珀酸脱氢酶，该酶能够将mtt(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)还原为蓝紫结晶甲臜，用二甲亚砜溶解，溶液颜为紫黑，说明细菌未被消灭。溶液颜为黄，表示细菌被消灭，不能产生琥珀脱氢酶，不能还原mtt，故溶液颜不发生变化。
[0041]
本发明一些实施例中测试硅量子点或硅量子点偶联酶复合物抑制生物膜形成的具体步骤为：制备了50μl含有不同浓度硅量子点偶联溶菌酶复合物的pbs，并将其添加到96孔板中。再将50μl浓度为2
×
107cfu ml-1
的菌悬液加入96孔板中。将96孔板置于37℃生化培养箱中培养。在48小时内测量96孔板中溶液在600nm处的光密度值。绘制不同硅量子点偶联溶菌酶复合物浓度下的时间曲线。以600nm处光密度值为依据，当600nm处光密度值大于0.1时，认为在该浓度下，细菌生物膜已经生长，不能达到抑膜的目的。
[0042]
本发明还提供了制备得到的长波长硅量子点在细菌成像中的应用。
[0043]
以下为实施例：
[0044]
实施例1
[0045]
将1.8mg硫脲和400μl n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]-乙二胺溶于20ml水中，搅拌10分钟后，加入2.2mg邻苯二酚并搅拌3分钟。随后，将所得产物再转移至微波反应釜中，在氮气保护下，200℃下反应30分钟后得到绿发光的硅量子点。自然冷却至室温后，将产物置
于500d透析膜中，透析24小时后通过冷冻干燥得到纯化后的硅量子点固体样品，缩写为tc-siqds。
[0046]
上述制备方法获得的硅量子点的红外光谱扫描：
[0047]
冻干的样品采用ftir(nicolet 6700，thermo scientific，usa)对不同波长(wavenumber)下的透过率(transmittance)进行检测，结果如附图1所示。图1硅量子点的红外图谱显示，3366cm-1
处的肩部峰值归因于o-h键的拉伸振动。3275和1578cm-1
处的吸收峰可能归因于n-h键的拉伸振动和n-h键的弯曲振动，775cm-1
处的吸收峰可能归因于n-h键的波动振动。2940和1474cm-1
处的吸收峰可能归因于c-h键的饱和拉伸振动和弯曲振动。还可以观察到1310cm-1
处的峰值，这可能归因于si-c的不对称变形。1124-1027cm-1
处的吸收可能归因于siqds的拉伸振动。在691cm-1
处，还观察到属于仲胺的峰。所有这些表面官能团都有利于硅量子点优异的水溶性和稳定性。
[0048]
上述制备方法获得的硅量子点的zeta电位检测：
[0049]
将获得的样品用去离子水分散溶解，使用zetasizer(nano zs,malvern instruments,worcestershire,uk)进行评估，结果如附图2所示。通过图2中zeta电位对硅量子点表面电位进行测量,测得结果为-13.5
±
3.50ev。
[0050]
上述制备方法获得的硅量子点的荧光和紫外光谱扫描：
[0051]
将获得的样品用去离子水分散溶解，分别置于荧光分光光度计(ls55,perkinelmer company)检测池中测定发射波长(wavelength)及荧光强度(pl intensity)，以及紫外-可见光分光光度计(lambda-35,perkinelmer company)检测池中对不同波长(wavenumber)下的吸光度(absorbance)进行检测，检测结果如附图3所示。硅量子点的荧光光谱和紫外-可见光谱用于评估硅量子点的光学性质。如图3所示，在最佳激发波长420nm下，硅量子点的发射波长为520nm，qys达到25.0％。除了428nm处的吸收峰，硅量子点在294nm和242nm处也有两个肩峰，这可能归因于c＝n或c＝c键的π
→
π*跃迁及含n的碳环的π
–
π*电子转移。
[0052]
对比例1
[0053]
按照实施例1的硅量子点制备方法，将实施例1的硅源damo(n-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-乙二胺)替换为aps(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)，得到siqds(aps)。
[0054]
对比例2
[0055]
按照实施例1的硅量子点制备方法，将实施例1的硅源damo(n-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-乙二胺)替换为ups(3-脲基丙基三乙氧基硅烷)，得到siqds(ups)。
[0056]
图4为实施例1、对比例1和对比例2不同硅源合成的硅量子点的荧光光谱图。从图4中可以看出，以damo为硅源得到的tc-siqds，其荧光强度要远强于以aps及ups为硅源得到的siqds。且siqds(damo)发射波长也明显较长。对比三种硅源的结构可以发现，damo较长的主链结构更易于形成荧光结构，硅源的选择对于形成的硅量子点的光学性能极为关键，实施例1合成了一种长波长发光超亮的硅量子点。
[0057]
另外也测试了三种硅源得到的硅量子点对金黄葡萄球菌的抗菌性，以及实施例1的硅量子点对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和铜绿芽孢杆菌的抗菌性，具体的测试方法如下：制备了50μl含有不同浓度(1mg/ml-0.4mg/ml，孔内浓度为0.5mg/ml-0.2mg/ml)的硅量子点的pbs(磷酸缓冲溶液)溶液，并将其添加到96孔板中。再将50μl浓度为2
×
107cfu ml-1
的菌
悬液(金黄葡萄球菌(cctcc ab 91093)或大肠杆菌(cctcc ab 93154)或枯草芽孢杆菌(cctcc ab 90008)或铜绿芽孢杆菌(cctcc ab 2013184))加入96孔板中，此时96孔板中每个孔的溶液体积为100μl。将96孔板置于生化培养箱中，在37℃培养12小时。加入5μl 3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(sigma-aldrich)，再次放入隔水式培养箱培养30分钟，培养完成后，加入100μl二甲亚砜显。根据溶液颜的变化，测试其抗菌性能。
[0058]
实验结果显示，实施例1制备得到的tc-siqds对金黄葡萄球菌的抑制能力很强(mic＝0.25mg/ml),对大肠杆菌的抑制能力较差(mic＝0.7mg/ml)，对枯草芽孢杆菌(mic＝0.4mg/ml)和铜绿芽孢杆菌(mic＝0.45mg/ml)的抑制能力较弱。而对比例1和对比例2两种硅源制备得到的硅量子点对金黄葡萄球菌没有抗性，mic值》1mg/ml。
[0059]
对比例3
[0060]
将n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]-乙二胺与柠檬酸钠溶于20ml水中，搅拌10分钟后，将所得产物再转移至微波反应釜中，在200℃下反应30分钟后得到蓝发光的硅量子点。自然冷却至室温后，将产物置于500d透析膜中，透析24小时后通过冷冻干燥得到纯化后的硅量子点固体样品，缩写为c-siqds。
[0061]
实验发现，以damo为硅源，以柠檬酸钠为单还原剂合成硅量子点，其发射波长为452nm(蓝发光)。制备了50μl含有不同浓度(2mg/ml-0.0625mg/ml，孔内浓度为1mg/ml-0.03125mg/ml)的c-siqds的pbs(磷酸缓冲溶液)溶液，并将其添加到96孔板中。再将50μl浓度为2
×
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的菌悬液(金黄葡萄球菌(cctcc ab 91093))加入96孔板中，此时96孔板中每个孔的溶液体积为100μl。将96孔板置于生化培养箱中，在37℃培养12小时。加入5μl(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)，再次放入隔水式培养箱培养30分钟，培养完成后，加入100μl二甲亚砜显。根据溶液颜的变化，测试其抗菌性能。通过抗菌测试发现该量子点的mic》1mg/ml。其抗菌性能远远小于tc-siqds的抗菌性能。
[0062]
对比例4
[0063]
将柠檬酸钠和n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]-乙二胺溶于20ml水中，搅拌10分钟后，加入葡萄糖搅拌3分钟。随后，将所得产物再转移至微波反应釜中，在200℃下反应30分钟后得到蓝发光的硅量子点。自然冷却至室温后，将产物置于500d透析膜中，透析24小时后通过冷冻干燥得到纯化后的硅量子点固体样品，缩写为cg-siqds。
[0064]
实验发现，以damo为硅源，以柠檬酸钠和葡萄糖为双还原剂合成硅量子点，其发射波长为455nm(蓝发光)。制备了50μl含有不同浓度(2mg/ml-0.0625mg/ml，孔内浓度为1mg/ml-0.03125mg/ml)的cg-siqds的pbs(磷酸缓冲溶液)溶液，并将其添加到96孔板中。再将50μl浓度为2
×
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的菌悬液(金黄葡萄球菌(cctcc ab 91093))加入96孔板中，此时96孔板中每个孔的溶液体积为100μl。将96孔板置于生化培养箱中，在37℃培养12小时。加入5μl(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)，再次放入隔水式培养箱培养30分钟，培养完成后，加入100μl二甲亚砜显。根据溶液颜的变化，测试其抗菌性能。通过抗菌测试发现该量子点的mic》0.5mg/ml。其抗菌性能远远小于tc-siqds的抗菌性能。
[0065]
实施例2
[0066]
硅量子点偶联溶菌酶复合物的制备。
[0067]
取硅量子点固体样品100mg溶于10ml pbs中，在避光搅拌下，加入25mg 1-(3-二甲
氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，搅拌10分钟后，加入20mg n-羟基琥珀酰亚胺，搅拌活化30分钟，得到活化后的硅量子点溶液；将50mg溶菌酶(sigma-aldrich)溶于5ml pbs中，与上述活化后的硅量子点溶液混合。搅拌3小时后，在37℃的油浴锅中反应24小时，将所得复合物置于3000的超滤管中超滤10分钟，通过冷冻干燥得到纯化后的复合物固体样品。
[0068]
实施例1制备的硅量子点及实施例2制备的硅量子点偶联溶菌酶复合物抗菌测试：
[0069]
制备了50μl含有不同浓度(40μg/ml-7.5μg/ml)的硅量子点偶联溶菌酶复合物的pbs(磷酸缓冲溶液)溶液，并将其添加到96孔板中。再将50μl浓度为2
×
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的菌悬液(金黄葡萄球菌(cctcc ab 91093)/大肠杆菌(cctcc ab 93154)/枯草芽孢杆菌(cctcc ab 90008)/铜绿芽孢杆菌(cctcc ab 2013184))加入96孔板中,此时96孔板中每个孔的溶液体积为100μl。将96孔板置于生化培养箱中，在37℃培养12小时。加入5μl(3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐)，再次放入隔水式培养箱培养30分钟，培养完成后，加入100μl二甲亚砜显。实施例1制备得到的硅量子点和实施例2制备得到的硅量子点偶联溶菌酶对不同细菌种类的抗菌能力测试结果见表1：
[0070]
表1.tc-siqds、溶菌酶和tc-siqds-溶菌酶对各种细菌mic值。
[0071][0072]g+
：革兰氏阳性菌
[0073]
g-：革兰氏阴性菌
[0074]
硅量子点偶联溶菌酶复合物对金黄葡萄球菌生物膜形成的抑制：制备了50μl含有不同浓度(250μg/ml-31.25μg/ml，孔内浓度为125μg/ml-15.625μg/ml)硅量子点偶联溶菌酶复合物的pbs溶液，并将其添加到96孔板中。再将50μl浓度为2
×
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的菌悬液(金黄葡萄球菌(cctcc ab 91093)加入96孔板中。将96孔板置于37℃生化培养箱中培养。在48小时内测量96孔板中溶液在600nm处的光密度值。绘制不同硅量子点偶联溶菌酶复合物浓度下的时间曲线(附图5)。
[0075]
从图5可以看出，48小时内不同浓度的硅量子点偶联溶菌酶复合物处理菌液后的od
600
值，显示了硅量子点偶联溶菌酶复合物对细菌生长和生物膜形成的抑制活力。可以明显看出，硅量子点偶联溶菌酶复合物对细菌生长和生物膜的抑制率与抗菌剂的浓度呈正相关。62.5μg ml-1
硅量子点偶联溶菌酶复合物就能完全抑制生物膜的形成，即最小膜抑制浓度(minimal biofilm inhibitory concentrations,mbic)为62.5μg ml-1
。这些结果表明，所制备的复合物对于生物膜的形成具有优异的抑制作用。
[0076]
图6为实施例1制备的硅量子点在不同浓度条件下，48h内抑制金黄葡萄球菌生物膜生长的od
600
值，可以看出，tc-siqds对金黄葡萄球菌生物膜的能力相当弱。如图6所示，只有当tc-siqds的浓度达到1250μg/ml时，才能有效抑制金黄葡萄球菌生物膜的生长。当浓度下降到625μg/ml时，金黄葡萄球菌生物膜的生长和形成在前10小时内可以被抑制，之后，生物膜迅速生长。
[0077]
为了解决tc-siqds抗菌和抑制生物膜生长活性差的问题，本实施例通过在tc-siqds表面偶联溶菌酶，制备了具有高抗菌和抑制生物膜生长能力的tc-siqds-溶菌酶。tc-siqds-溶菌酶对金黄葡萄球菌生物膜有很强的抑制能力(图5)。当tc-siqds-溶菌酶复合物的浓度达到15.6μg/ml时，复合物可以抑制金黄葡萄球菌生物膜的生长35小时，当浓度增加到62.5μg/ml时，它们可以抑制生物膜的生长48小时。
[0078]
实施例3
[0079]
硅量子点细菌成像。
[0080]
取金黄葡萄球菌置于肉汤培养基中，在37℃的恒温摇菌床中培养12小时，取出2ml细菌悬浮液，在8000rpm转速下离心5分钟，用pbs(磷酸缓冲溶液)洗涤2次除去悬浮液。随后取10mg实施例1制备的长波长硅量子点固体，用pbs溶液溶解并稀释至1mg/ml，取2ml 1mg/ml硅量子点溶液加入至含有细菌的pbs溶液中培养3小时，培养结束后，再用pbs洗2次去除悬浮液，取少量置玻片上。最后用共聚焦荧光显微镜观察细菌。
[0081]
在37℃下将金黄葡萄球菌与硅量子点孵育3小时后的共聚焦激光显微图像如图7所示，其中内容(a)、内容(b)和内容(c)分别为在557nm、493nm和353nm激光器的激发下的金黄葡萄球菌的图像，内容(d)为明场图。可以看出，在557、493和353纳米激光器的激发下，金黄葡萄球菌表现出强烈的橙、绿和蓝荧光(图5内容(a)、内容(b)、内容(c))，并且可以观察到金黄葡萄球菌清晰的球形结构，表明tc-siqds可以进入金黄葡萄球菌。说明实施例1制备的具有出光学特性的长波长硅量子点可以作为探针应用于细菌成像。
[0082]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种长波长硅量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将硅源、第一还原剂和第二还原剂分散于水中，得到混合原料液；所述混合原料液在保护性气体氛围中加热进行反应，反应结束后分离、干燥得到所述抗菌性硅量子点；所述硅源为n-[3-(三甲氧基硅基)丙基]-乙二胺。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一还原剂为邻苯二酚、间苯二酚以及原儿茶酸中的至少一种；所述第二还原剂为柠檬酸钠、亚硫酸钠、尿素、硫脲、抗坏血酸以及葡萄糖中的至少一种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一还原剂为邻苯二酚和/或间苯二酚，所述第二还原剂为硫脲。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅源、第一还原剂和第二还原剂的质量比为1:0.002-0.006:0.003-0.008；所述硅源在所述混合原料液中的浓度为0.01-0.03g/l。5.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述加热反应其反应温度为100-210℃，反应时间为2-6小时。6.如权利要求1至5任一项所述的制备方法制备得到的长波长硅量子点。7.一种硅量子点偶联蛋白/多肽复合物，其特征在于，由如权利要求6所述的长波长硅量子点与蛋白或与多肽通过化学方式偶联形成。8.如权利要求6所述的长波长硅量子点或权利要求7所述的硅量子点偶联蛋白/多肽复合物在抗菌、抑制细菌生物膜形成和/或消除成熟细菌生物膜的应用；所述长波长硅量子点能够作用于生物膜中的细菌细胞，抑制细菌细胞繁殖；所述蛋白或多肽能够作用于生物膜中的胞外基质或细菌基本结构，使其降解，从而使得所述复合物中的抗菌性硅量子点和蛋白/多肽具有协同抗生物膜作用。9.如权利要求8所述的应用，其特征在在于，所述细菌为金黄葡萄球菌、耐甲氧西林金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌或铜绿假单胞菌或变形杆菌；优选为金黄葡萄球菌。10.如权利要求6所述的长波长硅量子点在细菌成像中的应用。
技术总结
本发明属于纳米材料及生物功能材料技术领域，更具体地，涉及一种长波长硅量子点、其制备方法和应用。将硅源-[3-(三甲氧基硅基)丙基]-乙二胺、第一还原剂和第二还原剂分散于水中，加热进行反应，反应结束后分离纯化、干燥得到所述长波长硅量子点。本发明制备得到的长波长硅量子点表现出广谱抗菌能力，并具有优异的细菌成像效果。优选实施例中提供的硅量子点偶联酶复合物具有抑制生物膜生长的活性，且抑制生物膜生长的最小抑制浓度较低。生物膜生长的最小抑制浓度较低。生物膜生长的最小抑制浓度较低。
