[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

本发明属于生物分析技术领域，具体涉及一种基于碳量子点/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。

背景技术

GSH包括谷氨酸，半胱氨酸以及甘氨酸，它们是生物体内重要的肽类化合物，在新陈代谢过程中起着至关重要的作用。GSH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，心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。

目前常用的GSH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(ELISA)法等。这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。

随着纳米技术的快速发展，基于荧光纳米材料的检测方法不断出现。但是，荧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荧光量子产率、较强的抗光漂白性能、环境友好以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、微量分析等荧光检测领域的研究热点，基于碳量子点的荧光检测受到了越来越广泛的关注。

发明内容

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/二氧化锰纳米片层复合体系分析检测GSH含量的生物传感方法。

为实现上述发明目的，本发明基于碳量子点的荧光可以被二氧化锰纳米片层猝灭的可逆性以及氧化还原反应的原理，以加入检测液中的GSH标准浓度和恢复的荧光值为基础，通过检测荧光信号建立标准曲线，实现对待测样品中GSH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/二氧化锰纳米片层原位复合体系，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。

上述的碳量子点溶液的浓度为0.1～5mg/ml。

上述的高锰酸钾水溶液的浓度为0.1～20mM。

上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。

上述的超声时间为10～60分钟。

按照上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：