[发明专利]利用掺杂型碳量子点可视化测定过氧化氢含量的方法

说明书

本发明公开了一种利用碳量子点智能手机可视化测定过氧化氢含量的方法，以水溶性硼氮硫三元素掺杂的碳量子点BNS‑CDs为过氧化氢类催化酶，在以3,3',5,5'‑四甲基联苯胺为底物的醋酸盐缓冲溶液中，通过催化过氧化氢产生羟基自由基（∙OH）促进TMB氧化生成蓝色氧化物，再利用智能手机取色软件Color Grab获取TMB氧化生成蓝色氧化物RGB值从而定量测定过氧化氢。该方法灵敏度高、检测限低、选择性好，检测过程简单，可实现痕量过氧化氢的可视化快速检测。

技术领域

本发明涉及一种检测过氧化氢含量的方法，尤其涉及一种利用碳量子点手机可视化测定过氧化氢含量的方法，属于分子检测技术领域和医药化学技术领域。

背景技术

过氧化氢作为一种常用的消毒剂，在食品工业中有着广泛的应用。然而，主动或被动地过量摄入过氧化氢会对人体产生一定的危害，例如，可致人体遗传物质DNA损伤及基因突变，加速人体的衰老进程，与癌症、糖尿病、心血管疾病、神经萎缩性疾病有关。因而，开发一种能够有效的定量测定过氧化氢浓度方法是必要的。目前，一些常见方法如滴定法、色谱法、电分析法、比色法、荧光测定等方法已用于检测过氧化氢。

天然酶是一种生物催化剂，在生物体复杂的代谢过程中起到至关重要的作用，过氧化氢酶在生态系统中主要参与与过氧化氢有关的氧化反应。然而大多数天然酶往往难以提纯，生产成本高，稳定性差，容易受到周围环境（如pH、温度）的影响而变性失活，因此寻求人工合成酶就成为热门的研究课题。金属氧化物纳米材料，包括金属纳米粒子、卟啉、纳米簇、金属有机骨架化合物等，具有良好的过氧化氢酶模拟催化活性，然而这类纳米粒子制备过程复杂耗时，生物兼容性差，限制了实际应用。碳量子点（CDs）由于其合成方法简单、成本低、稳定性高、激发光谱可调、化学惰性强、绿色环保等特点而受到广泛关注。碳量子点的过氧化氢酶模拟催化活性为比色测定过氧化氢提供了一个很好的平台。

基于智能手机摄像头、数码相机、扫描仪等便携设备的可视化检测技术是利用三基色原理，在保持背景颜色基本一致的条件下，抓取图像的颜色空间数值后建立其与目标物浓度的定量关系，这些方法具有快速响应、分析过程简单、实时通信和现场检测的优点，已成为较为热门的研究领域。免费的智能手机取色软件Color Grab通过一次拍摄即可获得包括HSV、RGB、CMYK等十几种色彩空间在内的数值，这些数值不需要进行一系列复杂电脑图像处理及数学变换，大大提高了检测速度和效率，可以满足现场快速检测的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用硼氮硫掺杂型碳量子点智能手机可视化检测过氧化氢的方法，该方法灵敏度高、检测限低、选择性好，检测过程简单，克服了常规光谱、色谱法检测过程复杂耗时、成本高的缺点。本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一、硼氮硫三元素掺杂的碳量子点BNS-CDs的制备

将2,5-二氨基苯磺酸和4-氨基苯基硼酸盐酸盐以等质量超声溶解于去离子水中，然后将混合溶液移至高压反应釜中，在180~220℃下水热反应6~8小时；反应结束后冷却至室温得到紫红色溶液；将紫红色溶液在10000~12000r/min下离心10~15分钟，取出上清液用0.22µm过滤膜过滤，然后用截留分子量为1000Da透析袋透析20~24h，取透析袋外环境溶液旋转蒸发除去溶剂，冷冻干燥，得到紫红色粉末状硼氮硫掺杂碳量子点BNS-CDs，于4℃保存。