[发明专利]苹果酸-精氨酸官能化碳量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种苹果酸‑精氨酸官能化碳量子点及其制备方法和应用。本发明的苹果酸‑精氨酸官能化碳量子点为粒径为3～8nm的球形纳米粒子，其表面包裹着羰基与氨基助色发光官能团。本发明的苹果酸‑精氨酸官能化碳量子点可以对尿酸进行特异性检测并且应用在实际尿样中。与其它检测尿酸的荧光碳量子点相比，具有简单，快速，成本低等特点，对现存的尿酸检测问题具有重大的现实意义。本发明基于荧光信号的变化实现了定量检测,测定人体血液中尿酸具有高稳定性、高选择性、高灵敏度等特点。

技术领域

发明涉及一种基于精氨酸的荧光碳量子点及其制备方法及应用，特别是一种用于检测尿酸的苹果酸-精氨酸官能化碳量子点及其制备方法和应用。

背景技术

尿酸在人体中是嘌呤的最终代谢产物，在人体尿液以及血液中，尿酸含量是人体健康非常重要的指标。通常而言，在人体血液中尿酸的正常浓度应该为：成年男性237.9～356.9μmol/L，女性178.4～297.4μmol/L。当尿酸的生成量和排泄量不平衡时，其尿酸的氧化产物嘌呤碱就会发生代谢紊乱，从而导致高尿酸症、痛风，如肾脏损伤、白血病、高血压、糖尿病以及高尿酸症等。因此，在生命科学和临床医学中尿酸检测是十分重要的。

荧光碳量子点就是以荧光物质作为指示剂，并在一定波长光的激发下使指示剂产生荧光，通过检测所产生的荧光实现对被检测物质的定性或者定量分析。荧光探针具有灵敏度高，选择性好，使用方便，成本低，不需预处理，不受外界干扰等优点。特别是在分子生物学、生物化学、医学等领域中有较广泛的应用。

尽管在过去几年中已经报道了各种分析技术，例如电化学(伏安法，电化学发光，表面等离子共振法)，色谱法(液相和气相)，光散射法，酶分析法，流动柱化学发光法，同位素稀释质谱法，毛细管电泳法和比色法等。这些方法复杂，耗时且通常需要专门的仪器。因此，仍然迫切需要一种新颖且有效得检测尿酸的方法。

发明内容

本发明的目的之一在于是提供了一种苹果酸-精氨酸官能化碳量子点 (Arg-CQD)。

本发明的目的之二在于提供该量子点的制备方法。

本发明的目的之三在于提供该苹果酸-精氨酸官能化碳量子点在检测尿酸中的应用。

为达到上述目的，本发明采用如下反应机理：

在室温下，L-精氨酸中的氨基具有碱性，可以与羧酸反应生成胺，DL-苹果酸中的羰基与L-精氨酸中的氨基发生缩合酰化反应，脱去水，生成荧光碳量子点。

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：

一种苹果酸-精氨酸官能化碳量子点，其特征在于该苹果酸-精氨酸官能化碳量子点为粒径为3～8nm的球形纳米粒子，其表面包裹着羰基与氨基助色发光官能团。

一种制备上述的苹果酸-精氨酸官能化碳量子点的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将DL-苹果酸、L-精氨酸按2:3的摩尔比溶于去离子水中进行加热反应，反应温度为180～200℃，时间为1～4h，反应完全后冷却，得到黄色透明碳点溶液；将该黄色透明碳点溶液进行离心分离，取离心液；将该离心液进行透析，收集透析袋内物质，冷冻干燥后得到碳点冻干粉末，即为苹果酸-精氨酸官能化碳量子点。

上述的离心分离时的温度为室温，转速为12000r/min，离心时间为5min。

上述的透析的微孔滤膜采用标准孔径为0.22μm的微孔滤膜。

上述的透析过程采用的透析袋，截留分子量为3500D。

一种上述的苹果酸-精氨酸官能化碳量子点在尿酸检测中的应用。

上述的苹果酸-精氨酸官能化碳量子点在尿酸检测中的应用，其特征在于所述的检测的具体方法为：

a.取2μL制备的碳点原液加入到离心管中，并用PBS pH＝7.0缓冲溶液稀释至2mL，摇匀后置于比色皿中静置5min，用荧光分光光度计在200～700nm 范围内进行测试，激发和发射狭缝宽度均为5.0nm，测定碳点/尿酸混合溶液在 360nm激发下514nm波长处的荧光强度，记为F₀；