一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点及其在水相中的化学剪裁制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点及其在水相中的化学剪裁制备方法与应用，属于材料合成技术领域。

背景技术

细菌感染相关疾病是对人类健康的严重威胁。为了消除传染性细菌，常规抗生素已被广泛使用，这导致了很多耐药细菌或者超级细菌的产生，这些超级细菌对于普通的抗生素产生很强的抗性从而不会被杀死，这就使得人们迫切需要开发生物相容性好的新型抗菌药物用于治疗耐药菌引起的疾病。目前在抗菌领域过渡金属应用广泛，从过渡金属纳米颗粒中释放的过渡金属离子破坏细菌的DNA或蛋白质达到杀菌作用，但是杀菌过程中过渡金属离子的大量流失使得对正常生物体有害。此外2008年美国环境保护局肯定了过渡金属的广谱抗菌性。

现有技术中已有关于具有杀菌、抑菌性能的过渡金属/氮化碳纳米复合材料方面的报道。如中国专利文献CN112850686A公开了一种类芬顿铜单原子/氮杂碳纳米材料及其制备方法与应用，其是首先通过常温搅拌得到ZIF-8，然后通过第一次高温煅烧得到氮掺杂的多孔碳，再引入含铜化合物后进行第二次高温煅烧，即得到铜单原子/氮掺杂多孔碳Cu-N4。该发明制备得到的Cu-N

氮化碳量子点是一类由层状七嗪单元构成的零维半导体纳米材料，具有比表面积大、无毒、相容性好的特点；其的结构特点使得其有望作为一种理想的基质来包裹金属离子。但，目前氮化碳量子点的主要制备方法有超声法，水热法，酸刻蚀法等。例如Wang等人利用块体F-C

因此，迫切需要研发一种无毒，可高效广谱抗菌的纳米材料，同时能够降低抗生素使用对生物体造成的恶性循环。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点及其在水相中的化学剪裁制备方法与应用。本发明制备工艺简单、成本低廉；所得单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点粒径分布均匀，具有良好的生物相容性，在生物杀菌，伤口消炎方面具备极大的潜力。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点，单原子过渡金属通过与氮的配位作用掺杂至氮化碳量子点中；单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的粒径为3-5nm。

根据本发明优选的，单原子过渡金属的掺杂量为1-3wt％。所述掺杂量是指单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点中，单原子过渡金属的质量含量。

上述单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，包括步骤：

(1)将氮源、过渡金属盐溶于溶剂二甲基亚砜(DMSO)中得到溶液A；将三聚氰酸充分分散于溶剂二甲基亚砜(DMSO)中得到溶液B；将溶液B和溶液A充分混合均匀得到反应液，然后经超声反应，过滤、洗涤、干燥得到超分子前驱体；然后经煅烧制备得到块体单原子过渡金属掺杂氮化碳；

(2)将块体单原子过渡金属掺杂氮化碳与过氧化氢水溶液充分混合分散均匀，经超声反应，过滤、冷冻干燥得到单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述氮源为尿素，氰胺，双氰胺或三聚氰胺中的一种或两种以上的组合；优选的，所述氮源为三聚氰胺。

根据本发明优选的，步骤(1)中，所述过渡金属盐为氯化铁，硝酸铁，硫酸铁，氯化铜，硝酸铜，硫酸铜，氯化锰，硝酸锰，硫酸锰，氯化钴，硝酸钴，硫酸钴，氯化锌，硝酸锌，硫酸锌，氯化银，硝酸银，硫酸银，氯化镍，硝酸镍或硫酸镍中的一种或两种以上的组合；优选的，所述过渡金属盐为铜盐；最优选的，所述过渡金属盐为硝酸铜。

根据本发明优选的，步骤(1)中，过渡金属盐与三聚氰胺质量比为：(0.01～10)：(0.01～1000)；优选的，过渡金属盐与三聚氰胺质量比为：(0.01～10)：(0.01～500)。

根据本发明优选的，步骤(1)中，溶液A中溶剂和溶液B中溶剂的体积比为：(0.5-1.5):(0.5-1.5)；反应液中，三聚氰酸的质量与溶剂的体积比为：(0.1～20)：(1～50)g/mL；优选的，所述三聚氰酸的质量与溶剂的体积比为：(0.1～20)：(1～40)g/mL。

根据本发明优选的，步骤(1)中，三聚氰胺和三聚氰酸的质量比为：(0.1～1)：(0.1～10)。

根据本发明优选的，步骤(1)中，超声反应温度为室温，超声反应时间为10～180min；优选的，超声反应时间为10～120min；最优选的，超声反应时间为60min。

根据本发明优选的，步骤(1)中，煅烧条件为：气体保护，煅烧温度为200～1000℃，煅烧时间为1～12h；优选的，气体为氮气、氩气或氦气，煅烧温度为500～800℃，煅烧时间为2～5h；最优选的，煅烧温度为500℃，煅烧时间为3h。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述过氧化氢水溶液的质量浓度为10-30％。

根据本发明优选的，步骤(2)中，所述块体单原子过渡金属掺杂氮化碳的质量和过氧化氢水溶液的体积比为：0.1:0.2～50g/mL；优选的，块体单原子过渡金属掺杂氮化碳的质量和过氧化氢水溶液的体积比为：0.1:5g/mL。

根据本发明优选的，步骤(2)中，超声反应温度为室温，超声反应时间为4.5～36h；优选的，超声反应时间为5～8h；最优选的，超声反应时间为5h。

根据本发明优选的，步骤(2)中，冷冻干燥时间为5～120h；优选的，冷冻干燥时间为5～60h；最优选的，冷冻干燥时间为24h。

上述单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的应用，用于大肠杆菌，金黄色葡萄球菌或立枯丝核菌的杀菌或抑菌。

本发明的技术特点及有益效果如下：

1、本发明采用三聚氰胺，过渡金属盐和三聚氰酸混合形成超分子前驱体。首先，过渡金属与三聚氰胺中氮配位连接；然后三聚氰酸通过氢键与三聚氰胺连接形成超分子前驱体，将过渡金属嵌入三嗪环空腔内，三聚氰胺与三聚氰酸在合适比例下可构建更加完整的前驱体；然后550℃煅烧可制备块体单原子过渡金属掺杂氮化碳。

2、本发明利用类芬顿反应，由过氧化氢原位生成的羟基自由基以2nm的自由程对块体单原子过渡金属掺杂氮化碳七嗪环上的C-N＝C结构单元进行攻击、化学剪裁，使其断裂，避免了掺杂的过渡金属被破坏流失。由于羟基自由基浓度高时自由程降低，浓度低时自由程升高，从而导致块体单原子过渡金属掺杂氮化碳被分解生成尺寸约为3-5nm单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点。

3、本发明制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点，结构由氮化碳量子点中六个氮原子组成的丰富的“氮罐”提供了大量的活性捕获位点与单原子过渡金属进行配位；同时七嗪环结构中的碳氮原子均发生sp2杂化，从而形成高度离域的Π共轭体系，有利于环上电子传输，加强了电子转移，有利于提高量子点的过氧化物酶活性。

4、本发明制备工艺简单、成本低廉；所得量子点粒径均匀，无毒。本发明制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的类酶催化体系不仅充分发挥了单原子过渡金属的杀菌性能，而且协同氮化碳量子点进一步提高了杀菌性能，同时避免了过渡金属流失对生物体所产生的伤害，在生物杀菌，伤口消炎方面具备极大的应用潜力。其能够穿透细菌的细胞膜，进入菌体，产生的强氧化性羟基自由基能够破坏细菌的DNA或蛋白质。

5、本发明单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点相比现有过渡金属/氮化碳复合纳米材料的过渡金属原子利用率更高，催化杀菌活性更强，对生物体毒性更低。

附图说明

图1是实施例1制备的块体单原子过渡金属掺杂氮化碳的透射电子显微镜(TEM)图谱。

图2是实施例1制备的块体单原子过渡金属掺杂氮化碳的(a)球差电子显微镜图谱(HAADF-STEM)及(b)-(f)不同元素的能量色散光谱图(STEM-EDS)。

图3是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的透射电子显微镜(TEM)图谱。

图4是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的球差显微镜(STEM)图谱。

图5是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的粒径分布图。其中，横坐标为粒径尺寸，纵坐标为占比。

图6是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的X射线光电子能谱(XPS)的Cu谱图。其中，横坐标为结合能，纵坐标为强度。

图7是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的(a)Cu L 3边归一化XANES光谱、(b)实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点在R空间傅里叶EXAFS谱图。其中，图(a)中横坐标为结合能，纵坐标为X射线吸收近边结构；图(b)中横坐标为壳层间距，纵坐标为扩展X射线吸收精细结构。

图8是对比例1制备的无过渡金属掺杂的块体氮化碳的透射电子显微镜(TEM)图谱。

图9是对比例3-7制备的过渡金属掺杂氮化碳材料的透射电子显微镜(TEM)图谱。

图10是试验例1中在不同条件下孵育大肠杆菌菌液的存活率对比图。其中，纵坐标为存活率。

图11是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点与不同纳米材料、抗生素对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果图。其中，纵坐标为失活率的对数，E.coli为大肠杆菌，S.aureus为金黄色葡萄球菌。

图12是试验例2中在不同条件下孵育金黄色葡萄球菌菌液的存活率对比图。其中，纵坐标为存活率。

图13是试验例3中不同浓度的实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点在过氧化氢条件下孵育立枯丝核菌的平板照片。

图14是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的细胞毒性测试图。其中，横坐标为单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点浓度，纵坐标为细胞存活率。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

以下实施例所用原料均为市购产品，分析纯。

实施例1

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，步骤如下：

(1)将0.5g硝酸铜与2g三聚氰胺依次加入10mL溶剂DMSO中，充分溶解得到溶液A；将2g三聚氰酸加入10mL DMSO中，充分分散形成溶液B；然后将溶液B在磁搅拌下加入到溶液A中，室温超声60min，离心后得到的沉淀物用乙醇和去离子水交替洗涤去除残留杂质，60℃干燥12h，得到超分子前驱体。将超分子前驱体置于带盖的氧化铝坩埚中，在氮气流线流(5℃/min)下500℃加热3h。最后，冷却至室温后得到块体单原子过渡金属掺杂氮化碳。所得块体单原子过渡金属掺杂氮化碳的TEM形貌图如图1所示，为片状结构；HAADF-STEM图像和EDS元素映射图像如图2，证明Cu元素的成功负载，N元素、C元素、O元素和Cu元素均匀分布在氮化碳片层结构中。

(2)在含5mL质量浓度为30％的H

本实施例制备的单原子铜掺杂氮化碳量子点中，单原子过渡金属的掺杂量为1.21wt％。

本实施例制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的透射电子显微镜(TEM)图谱如图3所示，图3透射图中可以看到所制备量子点尺寸很小，粒径尺寸均匀。

用双球差矫正电子显微镜观察确认实施例1制备所得单原子铜掺杂氮化碳量子点Cu-CNQDs的单原子位点如图4所示。如图4的(a)所示，球差电镜下HAADF-STEM图像可观察到明显分布在单原子氮化碳量子点Cu-CNQDs中的金属光泽亮点，通过对其进行局部再放大后在原子级尺度下可清晰看到Cu单原子金属位点且在氮化碳量子点基体中均匀分布，如图4(b)所示。

从图5中粒径分布图可以看到单原子铜掺杂氮化碳量子点的粒径尺寸分布在3-4.5nm之间。

本实施例制备的单原子铜掺杂氮化碳量子点的X射线光电子能谱(XPS)的Cu谱图如图6所示，可以看出铜存在的价态为+1和+2。Cu 2p XPS谱峰由位于Cu 2p3/2(932.46和934.80eV)和Cu 2p1/2(952.46and 954.70eV)处双峰组成，XPS谱峰反卷积结果表明，实施例1制备所得单原子氮化碳量子点Cu-CNQDs中Cu物种被氧化，位于934.80eV和954.70eV处峰位对应于Cu2+，位于932.46eV和952.46eV峰位归属于Cu+，这归因于Cu单原子和氮化碳量子点基体之间的电子相互作用。

采用X射线吸收光谱(XAS)测试研究了Cu foil(铜箔)和实施例1单原子铜掺杂氮化碳量子点的Cu单原子局部配位，如图7a,b所示。图7a可看到Cu foil和实施例1制备所得单原子氮化碳量子点Cu-CNQDs的Cu L3边XANES谱图，Cu-CNQDs的吸收边位于Cu

实施例2：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)用氯化铜代替硝酸铜；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例3：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)用硫酸铜代替硝酸铜；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例4：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)室温搅拌时间为120min；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例5：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)管式炉内通入的气体用氩气代替氮气；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例6：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)管式炉内通入的气体用氦气代替氮气；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例7：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)管式炉内煅烧温度为400℃；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例8：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)管式炉内煅烧温度为600℃；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例9：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)管式炉内煅烧温度为700℃；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例10：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)管式炉内反应时间为1h；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例11：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)管式炉内反应时间为3h；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例12：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)管式炉内反应时间为4h；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例13：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)过氧化氢水溶液的用量为2mL；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例14：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)过氧化氢水溶液的用量为4mL；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例15：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)过氧化氢水溶液的用量为6mL；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例16：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)过氧化氢水溶液的用量为10mL；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例17：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)块状过渡金属掺杂氮化碳的加入量为0.2g；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例18：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)块状过渡金属掺杂氮化碳的加入量为0.5g；其它步骤和条件与实施例1一致。

实施例19：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点的化学剪裁制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)块状过渡金属掺杂氮化碳的加入量为1.5g；其它步骤和条件与实施例1一致。

对比例1：

一种氮化碳材料的制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(1)不加硝酸铜；其它步骤和条件与实施例1一致。

具体方法如下：

(1)将2g三聚氰胺加入10mL溶剂DMSO中，充分溶解得到溶液A；将2g三聚氰酸加入10mL DMSO中，充分分散形成溶液B；然后将溶液B在磁搅拌下加入到溶液A中，室温超声60min，离心后得到的沉淀物用乙醇和去离子水交替洗涤去除残留杂质，60℃干燥12h，得到超分子前驱体。将超分子前驱体置于带盖的氧化铝坩埚中，在氮气流线流(5℃/min)下500℃加热3h。最后，冷却至室温后得到块体氮化碳。

(2)在含5mL质量浓度为30％的H

图8透射图中可以看到未掺杂过渡金属铜的块体氮化碳形貌变化不大；但最终没有化学裁剪制备出量子点，表明过渡金属在自剪裁过程中具有重要作用。

对比例2：

一种氮化碳量子点(CNQDs)的制备方法，如对比例1所述，所不同的是：步骤(2)改为将1g块体氮化碳材料在20mL浓硫酸(98wt％)和20mL浓硝酸(68wt％)的混合液中室温下搅拌约2h，离心，用去离子水洗涤至中性并干燥。将100mg的产品分散在30ml的氨水水溶液(25wt％)中，然后将混合悬浮液转移到50ml的高压釜中180℃加热12h，冷却至室温后，超声约6h，冷冻干燥得到CNQDs。

对比例3：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳材料的制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)超声时间为0h；其它步骤和条件与实施例1一致。

结果如图9a所示,块体单原子过渡金属掺杂氮化碳为完整的片层结构。

对比例4：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳材料的制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)超声时间为1h；其它步骤和条件与实施例1一致。

单原子过渡金属掺杂氮化碳纳米片锋利的边缘在超声1h后变模糊，如图9b所示，这是由于与过氧化氢的接触引起的；但超声和作用时间太短，无法实现化学裁剪得到碳量子点。

对比例5：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳材料的制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)超声时间为2h；其它步骤和条件与实施例1一致。

原位生成的·OH将在单原子过渡金属掺杂氮化碳纳米片的基面上形成许多孔(图9c)。这些孔充当毛细管，允许H

对比例6：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳材料的制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)超声时间为3h；其它步骤和条件与实施例1一致。

结果如图9d所示，单原子过渡金属掺杂氮化碳纳米片表面上出现了越来越多的孔，导致典型的平面形态消失；但同样超声和作用时间太短，无法实现化学裁剪得到碳量子点。

对比例7：

一种单原子过渡金属掺杂氮化碳材料的制备方法，如实施例1所述，所不同的是：步骤(2)超声时间为4h；其它步骤和条件与实施例1一致。从图9e透射图中可以看出在自剪裁过程中单原子过渡金属掺杂氮化碳纳米片分裂成纳米点状结构；但超声和作用时间不足，仍然得不到粒径尺寸均匀的碳量子点。

试验例1：大肠杆菌抑菌性能测试

对大肠杆菌进行抑菌性能测试。

(1)在LB培养基中接种大肠杆菌，于37℃、200r·min

(2)按上述(1)中的方法，所不同的是：样品替换为实施例1制备的块体单原子过渡金属掺杂氮化碳。上述设置为Cu-CN+H

(3)按上述(1)中的方法，所不同的是：不加H

(4)按上述(1)中的方法，所不同的是：样品替换为实施例1制备的块体单原子过渡金属掺杂氮化碳，不加H

(5)按上述(1)中的方法，所不同的是：不加H

(6)按上述(1)中的方法，所不同的是：不加样品的水溶液，只加H

(7)按上述(1)中的方法，所不同的是：不加样品的水溶液，不加H

(8)按上述(1)中的方法，所不同的是：样品替换为对比例2制备的氮化碳材料。上述设置为CNQDs+H

(9)按上述(1)中的方法，所不同的是：样品替换为对比例2制备的氮化碳材料，不加H

计算大肠杆菌的存活率，进行抑菌性能评价；将对照组的平板菌落数记为A

图10是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点、对比例2制备的氮化碳量子点在不同条件下孵育大肠杆菌菌液的存活率对比图，单原子铜氮化碳量子点在有光或过氧化氢条件下对大肠杆菌的杀菌率>99％。

经过进一步测试，实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点对大肠杆菌的最小抑菌浓度为20μg/mL。

图11是在相同实验方法下(即试验例1(1)中方法)实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点与不同纳米材料(Ag、TiO

试验例2：金黄色葡萄球菌抑菌性能测试

对金黄色葡萄球菌抑菌性能测试方法如试验例1所述。

图12是实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点、对比例2制备的氮化碳量子点在不同条件下孵育金黄色葡萄球菌菌液的存活率对比图，单原子铜氮化碳量子点在有光或过氧化氢条件下对金黄色葡萄球菌的杀菌率>99％。

经过进一步测试，实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为20μg/mL。

图11是在相同实验方法下(即试验例1(1)中方法)实施例1制备的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点与不同纳米材料(Ag、TiO

试验例3：立枯丝核菌抑菌性能测试

将实施例1中的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点对立枯丝核菌进行抑菌性能测试。

所有容器在121℃高压灭菌20分钟。在3.8％(m/v)的PDA培养基中培养立枯丝核菌。加入不同浓度(量子点在上述培养基中的浓度)的铜掺杂氮化碳量子点，300rpm搅拌10min，混合均匀；加入10μL的0.1mM H

试验例4：细胞毒性测试

将实施例1中的单原子过渡金属掺杂氮化碳量子点对HeLa细胞进行细胞毒性测试。

将HeLa细胞与0～200μg/mL不同浓度实施例1制备的Cu-CNQDs水溶液37℃孵育6或12h。然后加入含有20ml MTT(5mg/mL在PBS中)的200ml新鲜培养基，并在37℃孵育4小时。最后，加入150ml DMSO以溶解形成的紫色结晶甲瓒。使用酶标仪在570nm处测量光密度，其中将纯DMSO作为空白。每种处理后的细胞毒性可表示为相对于未处理的对照细胞的细胞活力百分比。

结果如图14所示，实验发现实施例1制备的单原子铜氮化碳量子点对HeLa细胞几乎无毒。