一種基于硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)熒光淬滅作用的血紅素的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物熒光檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種血紅素的檢測(cè)方法，特別是涉及一種基于硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)熒光淬滅作用的血紅素的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]血紅素是天然的鐵卟啉，是生物體中血紅蛋白和肌紅蛋白的活性中心，主要存在于生物體的血液和肌肉中，具有重要的生理功能和很高的實(shí)用價(jià)值，在醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中有廣泛應(yīng)用。血紅素不僅可用作發(fā)色劑代替亞硝酸鹽和人工合成色素，還可用于制備抗癌藥物、抗貧血藥物，是目前公認(rèn)的吸收率最高、效果最好的生物鐵劑。
[0003]血液檢測(cè)中，除了檢測(cè)血糖和膽固醇之外，血紅素也是一項(xiàng)重要的生化檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，建立快速、靈敏的血紅素檢測(cè)方法具有重要的意義。目前，檢測(cè)血紅素的方法主要有比色法、紫外分光光度法、電化學(xué)方法以及HPLC法等。如利用3，3，5，5’-四甲基聯(lián)苯胺、過(guò)氧化氫與血紅素反應(yīng)，通過(guò)比色法檢測(cè)血紅素；利用鐵氰化鉀能與血紅素作用形成變性血紅素，再與氰化鈉或者氰化鉀作用形成氰基變性血紅素，在特定波長(zhǎng)的條件下測(cè)量具有吸光質(zhì)的氰化高鐵血紅素，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)血紅素的目的；利用經(jīng)環(huán)狀糊精改質(zhì)的四硫富瓦烯作為電子傳遞物，在恒定電位下直接與血紅素作用，得到血紅素的含量；利用血紅素中具有過(guò)氧化酶活性的Heme結(jié)構(gòu)，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的化學(xué)法檢測(cè)血紅素。但這些方法仍存在操作復(fù)雜，測(cè)定不穩(wěn)定，加入的試劑具有生物毒性等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)熒光淬滅作用的血紅素的檢測(cè)方法，將硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)應(yīng)用于血紅素的檢測(cè)，建立一種基于量子點(diǎn)熒光淬滅作用的血紅素檢測(cè)的新方法，所述方法能夠快速、高效的檢測(cè)血紅素，而且靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、成本低廉。
[0005]本發(fā)明首先通過(guò)電化學(xué)方法合成硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)(B-GQDs);通過(guò)評(píng)價(jià)所制備的B-GQDs的熒光性能，并將其與血紅素作用，發(fā)現(xiàn)血紅素對(duì)量子點(diǎn)B-GQDs的熒光淬滅作用，進(jìn)而提出一種采用熒光光譜法進(jìn)行血紅素的定量檢測(cè)的方法。
[0006]完成上述發(fā)明任務(wù)的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)熒光淬滅作用的血紅素的檢測(cè)方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟:
[0008]1)、配制量子點(diǎn)溶液:將硼摻雜的石墨烯量子點(diǎn)分散在磷酸鹽緩沖液中得到量子點(diǎn)溶液；
[0009]2)、配制血紅素溶液:將血紅素溶解在磷酸鹽緩沖液中得到血紅素溶液；
[0010]3)、配制標(biāo)準(zhǔn)溶液:取一定量的步驟1)和步驟2)所配制的溶液，混合后加入磷酸鹽緩沖液稀釋?zhuān)渲埔唤M包括空白標(biāo)樣在內(nèi)的不同已知血紅素濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液；其中B-GQDs濃度為15 μ g/mL，血紅素濃度為10?1000 μ mol/L ；
[0011]4)、建立B-GQDs檢測(cè)血紅素濃度的工作曲線(xiàn):通過(guò)熒光光譜儀檢測(cè)步驟3)所配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光光譜，記錄熒光響應(yīng)信號(hào)；空白標(biāo)樣的響應(yīng)信號(hào)為F。，含有血紅素的標(biāo)樣的響應(yīng)信號(hào)為Fi，響應(yīng)信號(hào)的差值△ F定義為空白標(biāo)樣的響應(yīng)信號(hào)F。減去含有血紅素的標(biāo)樣的響應(yīng)信號(hào)F1;將所述的AF與血紅素的濃度c繪制成AF-c工作曲線(xiàn)，或采用線(xiàn)性回歸法得到AF-c線(xiàn)性回歸方程，建立基于血紅素對(duì)B-GQDs的熒光淬滅作用的血紅素檢測(cè)工作曲線(xiàn)；
[0012]5)、檢測(cè)待測(cè)樣品中血紅素的濃度:將適量的待測(cè)樣品與步驟1)中配制的量子點(diǎn)溶液混合，加入磷酸鹽緩沖液稀釋?zhuān)♂尯蠡旌弦褐信饟诫s的石墨烯量子點(diǎn)濃度為15 μ g/mL，血紅素的濃度在10?1000 μ mol/L范圍內(nèi)，按照與步驟4)相同的方法檢測(cè)其熒光光譜，根據(jù)熒光淬滅程度AF，由步驟4)中得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算出待測(cè)樣品中血紅素的含量。
[0013]上述血紅素的檢測(cè)方法，其線(xiàn)性范圍為10?1000 μ mol/L ;檢測(cè)限為2 ymol/L。
[0014]所述的硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)，其粒徑大小為3?8nm?？梢圆捎矛F(xiàn)有技術(shù)中已知的方法合成，如實(shí)施例采用恒電位計(jì)時(shí)電流法合成。有關(guān)硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)的合成，可參見(jiàn)文南犬(Zetan Fan, Yunchao Li, Xiaohong Li, Louzhen Fan, Shixin Zhou, Decai Fang, andShihe Yang Surrounding media sensitive photoluminescence of boron-dopedgrapheme quantum dots for highly fluorescent dyed crystals, chemical sensing andb1imaging.Carron 2014, 70, 149-156.)。
[0015]優(yōu)選地，
[0016]所述方法中，磷酸鹽緩沖液的pH值為7?8 ;
[0017]所述方法中，步驟1)配制的量子點(diǎn)溶液中，硼摻雜的石墨烯量子點(diǎn)的濃度為2?4mg/mL ；
[0018]所述方法中，步驟2)配制的血紅素溶液中，血紅素的摩爾濃度為5?15mmol/L ;
[0019]所述方法中，熒光光譜儀的激發(fā)波長(zhǎng)為380nm，發(fā)射波長(zhǎng)為530nm。
[0020]本發(fā)明方法采用硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)為熒光探針，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入血紅素后，會(huì)對(duì)量子點(diǎn)的熒光信號(hào)產(chǎn)生淬滅，而這種淬滅程度與加入血紅素的含量有關(guān)，從而以所述的硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)為熒光探針，可以采用熒光光譜法實(shí)現(xiàn)高靈敏的血紅素定量檢測(cè)。
[0021]石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)是準(zhǔn)零維的納米材料，其粒徑在10nm左右，具有很強(qiáng)的量子約束效應(yīng)和邊緣效應(yīng)。GQDs具有大的比表面積且表面含有豐富的-0H、-C00H、-C00等含氧官能團(tuán)，不僅具有良好的光電效應(yīng)，熒光效應(yīng)，還具有良好的生物相容性。而摻雜石墨烯量子點(diǎn)則進(jìn)一步提尚的焚光量子廣率，有利于檢測(cè)限和靈敏度的提尚。
[0022]有益效果:根據(jù)本發(fā)明的基于硼摻雜石墨烯量子點(diǎn)的熒光淬滅作用的血紅素檢測(cè)方法，其檢測(cè)原理及優(yōu)勢(shì)如下:
[0023]1、本發(fā)明方法所米用的硼摻雜的石墨稀量子點(diǎn)與有機(jī)相量子點(diǎn)相比，這種量子點(diǎn)是水溶性的，且與血紅素具有更好的生物相容性和親和性，更適用于生化檢測(cè)。
[0024]2、本發(fā)明的檢測(cè)方法中，采用的硼摻雜的石墨烯量子點(diǎn)無(wú)需進(jìn)行額外修飾，不需要使用價(jià)格比較昂貴、連接步驟繁瑣的有機(jī)或生化材料進(jìn)行前處理，因此操作簡(jiǎn)單。
[0025]3、本發(fā)明通過(guò)熒光分析方法實(shí)現(xiàn)了血紅素快速、高效的檢測(cè)。熒光檢測(cè)具有信息量大、響應(yīng)速度快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、成本低廉、光學(xué)抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)熒光信號(hào)變化檢測(cè)血紅素含量，既可以實(shí)現(xiàn)血紅素生化指標(biāo)快速、靈敏的定性檢測(cè)，也能夠進(jìn)行定量測(cè)定。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1.是本發(fā)明制備的硼摻雜的石墨烯量子點(diǎn)B-GQDs的透射電鏡圖。
[0027]圖2.是本發(fā)明制備的B-GQDs的XPS全譜圖。
[0028]圖3.是本發(fā)明制備的B-GQDs的熒光光譜圖。
[0029]圖4.是本發(fā)明制備的B-GQDs的熒光強(qiáng)度隨血紅素濃度變化的熒光光譜圖。
[0030]圖5.是本發(fā)明中血紅素濃度檢測(cè)的工作曲線(xiàn)。
[0031]圖6.是pH對(duì)B-GQDs的熒光強(qiáng)度的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例lB-GQDs制備和溶液配制
[0033]1、硼摻雜的石墨烯量子點(diǎn)的制備
[0034]通過(guò)電化學(xué)工作站(CHI 660B)采用恒電位計(jì)時(shí)電流法合成硼摻雜的石墨烯量子點(diǎn)(B-GQDs)。具體方法是:配制0.lmol/L的硼砂水溶液，取20mL作為電解液。以高純石墨棒作為工作電極，鉑絲電極作為對(duì)電極，甘汞電極作為參比電極，工作電位為3V。反應(yīng)2小時(shí)后，將溶液通過(guò)0.22 μ m的濾膜過(guò)濾，除去石墨烯片層。通過(guò)3500Da透析袋透析，除去溶液中Na+和B 4072，得到B-GQDs。
[0035]2、配制硼摻雜的石墨烯量子點(diǎn)溶液:將上述合成B-GQDs分散在磷酸鹽緩沖液(濃度為0.