一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层的原位复合体系及其用于检测谷胱甘肽含量的使 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物分析技术领域，具体设及一种基于碳量子点/二氧化铺纳米片层 的原位复合体系及其用于检测谷脱甘肤含量的使用方法。
【背景技术】
[0002] G甜包括谷氨酸，半脱氨酸W及甘氨酸，它们是生物体内重要的肤类化合物，在新 陈代谢过程中起着至关重要的作用。G甜在细胞内的含量与人类的很多疾病如艾滋病，帕金 森综合症，糖尿病，老年痴呆症，屯、血管疾病等密切相关。因此，GSH含量的检测为近年来研 究的热点。
[0003] 目前常用的G甜含量的检测方法有高效液相色谱法（HPLC)，表面增强拉曼光谱法 (SERS)，毛细管电泳法，酶联免疫吸附测定巧LISA)法等。该些检测方法操作繁琐费时，成 本较高，且需要专业的人员操作。
[0004] 随着纳米技术的快速发展，基于巧光纳米材料的检测方法不断出现。但是，巧光纳 米材料种类较多，如量子点，银纳米团簇，金纳米团簇，铜纳米团簇，碳量子点，上转换纳米 颗粒等。然而，使用含有重金属离子的量子点检测体系时，需要考虑其生物安全性和环境友 好性，而且金银纳米团簇的成本较高，不适合做大规模推广。上转换纳米粒子由于需要红 外光的激发，检测过程产生热量较多，可能会对生物样本造成破坏。相比之下，碳量子点具 有较高的巧光量子产率、较强的抗光漂白性能、环境友好W及无毒无害等优异理化性质，近 年来成为生物成像、生化分析、微量分析等巧光检测领域的研究热点，基于碳量子点的巧光 检测受到了越来越广泛的关注。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简便，成本低，方法精度 高、灵敏度高，绿色、生物安全性好基于碳量子点/二氧化铺纳米片层复合体系分析检测 G甜含量的生物传感方法。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明基于碳量子点的巧光可W被二氧化铺纳米片层巧灭 的可逆性W及氧化还原反应的原理，W加入检测液中的G甜标准浓度和恢复的巧光值为基 础，通过检测巧光信号建立标准曲线，实现对待测样品中G甜含量的测定。本发明所采用的 具体技术方案为；一种基于碳量子点/二氧化铺纳米片层原位复合体系，它的制备包括W 下步骤：
[0007] 步骤一、将碳量子点加入2- (N-吗咐）己横酸缓冲体系中，制备一定浓度的碳量子 点溶液；
[000引步骤二、向上述碳量子点溶液中加入高铺酸钟水溶液，充分混合后，向混合溶液中 加入去离子水制备反应混合液；
[0009] 步骤=、将上述反应混合液超声，直到有栋色的沉淀生成，离屯、纯化后得到碳量子 点/二氧化铺片层纳米复合物，然后将其分散到去离子水中，得到碳量子点/二氧化铺片层 纳米复合体系。
[0010] 上述的碳量子点溶液的浓度为0. 1?5mg/ml。
[0011] 上述的高铺酸钟水溶液的浓度为0. 1?20mM。
[0012] 上述的高铺酸钟水溶液的用量为加入的高铺酸钟水溶液的量可W使碳量子点的 巧光完全巧灭。
[0013] 上述的超声时间为10?60分钟。
[0014] 按照上述方法制备得到的基于碳量子点/二氧化铺纳米片层原位复合体系，其特 征在于；它应用于检测谷脱甘肤含量的方法包括如下步骤：
[0015] 步骤一、将通过上述步骤制备得到的基于碳量子点/二氧化铺纳米片层原位复合 体系用作检测液，并将其和一定浓度梯度的谷脱甘肤标准溶液混合，测定G甜浓度为0 y M 时检测液的巧光值F。^及不同GSH浓度下检测体系的巧光值F，计算出相对巧光恢复值 F-F/F。，然后W G甜标准溶液的浓度为横坐标、相对巧光恢复值F-F/F。为纵坐标确定标准 液中谷脱甘肤浓度和相对巧光恢复强度的关系；
[0016] 步骤二、将检测液和未知浓度的谷脱甘肤待测样品混合，记录巧光恢复值；
[0017] 步骤=、根据恢复的巧光值计算待测样品中谷脱甘肤的含量。
[001引相对于现有技术，本发明所产生有益效果为；1、本发明方法克服了传统检测方法 的不足，检测方法精度高，重现性好，且使用的碳材料廉价易得，对环境无污染，生物安全性 较好；
[0019] 2、本发明方法操作简单便捷，对仪器的要求不高，适应性较强，灵敏度高，对GSH 的选择性较好。
[0020] 为考察本发明方法对G甜的选择性，设计了一系列干扰性实验。在该些干扰性实 验中，所用的G甜标准溶液浓度为10 uM，100 uM。具体方案如下：于一定浓度的检测液里 加入干扰离子，其中干扰离子的浓度均ImM，混合均匀后测巧光的恢复强度。不加谷脱甘肤 的检测液巧光强度为基准值F。，加入其他干扰离子后的巧光恢复值为F，W F-F。比上F。作 为纵坐标，绘制各种干扰离子和缓冲体系的巧光强度恢复柱状图（见图2)。按照此方法， 同时也考察了不同缓冲体系、BSA及多种氨基酸等对检测方法的干扰程度（见图2)。如图 2所示，结果表明该检测方法对GSH的选择性较好。
[0021]
[0022]
[0023] 另外，为了验证本发明方法的适应性和可靠性，设计并进行了实际样品的加标回 收实验。加标回收实验是指在待测的样品中加入一定量的标准样品，然后用本检测方法检 测样品的含量，达到对本实验方法的验证，是对本方法的适应性和可靠性的评价，具体实施 如下：
[0024] 将商品化的人血清用超纯水稀释500倍，得到的被检测液中含有GSH的含量是 1. 304 y M，将同等浓度的检测液均分为S份，各加入等体积3. 0 y M，4. 0 y M，5. 0 y M的GSH 标准溶液，按本发明提供的方法进行检测，结果见下表，
[0025]
【主权项】
1. 一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层的原位复合体系及其用于检测谷胱甘肽含 量的使用方法，其特征在于：它的制备包括以下步骤： 步骤一、将碳量子点加入2-(N-吗啉）乙磺酸缓冲体系中，制备一定浓度的碳量子点溶 液； 步骤二、向上述碳量子点溶液中加入高锰酸钾水溶液，充分混合后，向混合溶液中加入 去离子水制备反应混合液； 步骤三、将上述反应混合液超声，直到有棕色的沉淀生成，离心纯化后得到碳量子点/ 二氧化锰片层纳米复合物，然后将其分散到去离子水中，得到碳量子点/二氧化锰片层纳 米复合体系。
2. 如权利要求1所述的一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层原位复合体系，其特征 在于：所述的碳量子点溶液的浓度为〇. 1?5mg/ml。
3. 如权利要求1所述的一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层原位复合体系，其特征 在于：所述的高锰酸钾水溶液的浓度为〇. 1?20mM。
4. 如权利要求1所述的一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层原位复合体系，其特征 在于：所述的高锰酸钾水溶液的用量为加入的高锰酸钾水溶液的量可以使碳量子点的荧光 完全猝灭。
5. 如权利要求1所述的一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层原位复合体系，其特征 在于：所述的超声时间为10?60分钟。
6. -种如权利要求1-5所述方法制备得到的基于碳量子点/二氧化锰纳米片层原位复 合体系，其特征在于：它应用于检测谷胱甘肽含量的方法包括如下步骤： 步骤一、将通过上述步骤制备得到的基于碳量子点/二氧化锰纳米片层原位复合体系 用作检测液，并将其和一定浓度梯度的谷胱甘肽标准溶液混合，测定GSH浓度为0 y M时检 测液的荧光值匕以及不同GSH浓度下检测体系的荧光值F，计算出相对荧光恢复值F-Fc/匕， 然后以GSH标准溶液的浓度为横坐标、相对荧光恢复值F-Fc/匕为纵坐标确定标准液中谷胱 甘肽浓度和相对荧光恢复强度的关系； 步骤二、将检测液和未知浓度的谷胱甘肽待测样品混合，记录荧光恢复值； 步骤三、计算待测样品中谷胱甘肽的含量。
【专利摘要】本发明公开了一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层的原位复合体系及其使用方法，本发明首先利用碳量子点吸附在原位还原高锰酸钾所制得的二氧化锰纳米片层上将碳量子点的荧光完全淬灭，然后通过谷胱甘肽(GSH)与二氧化锰之间的氧化还原反应引起二氧化锰纳米片层的消解并导致碳量子点的释放及其荧光的恢复，基于该原理对GSH待测样品中的GSH含量进行定量分析测定，本发明检测方法精度高，重现性好，且使用的碳材料廉价易得，对环境无污染，生物安全性较好，并且本发明操作简便，实用性较强，灵敏度高，对GSH的选择性较好。
【IPC分类】G01N21-64
【公开号】CN104597019
【申请号】CN201510037017
【发明人】张琳, 李朝辉, 屈凌波, 葛佳, 蔡奇勇, 黄钟明
【申请人】郑州大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月26日