[发明专利]一种基于石墨烯量子点的组装微粒子材料及其制备方法以及应用

说明书

本发明提供一种基于石墨烯量子点的组装微粒子材料及其制备方法以及应用，制备方法包括以下步骤：A1：提供一种石墨烯量子点；A2：将0.01～1mg/mL石墨烯量子点溶液与0.01～1mg/mL的超氧化物歧化酶溶液混合均匀，然后向其中加入0.2～50mmol/L稀土离子溶液，室温振荡下孵育，超滤分离纯化，即可制得一种石墨烯量子点‑稀土‑超氧化物歧化酶共组装微粒子。本发明通过提供一种石墨烯量子点‑稀土‑超氧化物歧化酶共组装微粒子，实现了液体或气体中，特别是在生理体液及呼吸气体等复杂生物样品中微量一氧化氮分子含量的高灵敏检测；并且该荧光操作简单、样品用量少、灵敏度高，适用于时间分辨荧光检测。

技术领域

本发明属于材料及生物检测技术领域，特别是涉及一种基于石墨烯量子点的组装微粒子材料及其制备方法以及应用。

背景技术

一氧化氮分子，分子式NO，是一种有未成对电子的自由基。作为代谢组学中重要的代谢产物及调节因子，一氧化氮分子在人体诸多生理及病理过程中扮演了信号分子的作用。例如：有关一氧化氮分子在心血管疾病中的信号调节作用的研究被授予1998年诺贝尔生理学及医学奖。一氧化氮是重要的神经递质分子，其在脑区中含量分布和抑郁症、帕金森症、阿尔茨海默症等诸多神经系统疾病高度相关。此外，一氧化氮分子还可作为细菌性肺炎、非典型肺炎等肺部感染和肺癌的指示分子，可以用于肺炎和肺癌的早期筛查。因此，对于生理体液(血液、脑脊液、唾液等)及呼吸气体中一氧化氮分子的检测对疾病诊断和早期筛查具有重要意义。

一氧化氮分子作为活性氮家族的重要成员，稳定存在的半衰期较短，反应活性高，同时浓度极低。对于复杂组分中一氧化氮分子含量的高灵敏度检测存在长期挑战。现在应用较广泛的一氧化氮检测方法主要为化学发光和荧光分析方法。其技术路线主要分为以下两类。

化学发光法基于一氧化氮分子和臭氧分子反应的化学发光效应，化学方程式如下：

NO+O₃→NO₂+O₂+hν(I)

该化学发光法的检测方法可参考文献：Anal.Chem.1970,42,6,575–579。该方法具有较高的灵敏度，然而其检测设备复杂性高，需要用到有毒有污染的臭氧气体，限制了其在医疗健康领域的应用。

荧光分析法基于一氧化氮分子和DAF-2分子产生荧光产物的反应。DAF-2分子结构式如下图所示，其本身无荧光。在一氧化氮存在下，氧化开环产生具有荧光的荧光素衍生产物。

该探针分子合成及检测方法参考文献：Anal.Chem.1998,70,13,2446–2453。该方法选择性较高，也适用于细胞内一氧化氮浓度的测定，但是其缺点是灵敏度不够，检测限仅为5nM。鉴于很多组织、体液及呼出气体中的一氧化氮浓度均在5nM甚至1nM以下。该方法的灵敏度不足以在诸多体系中检出一氧化氮分子的存在。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于石墨烯量子点的组装微粒子材料及其制备方法以及应用，从而解决现有技术无法实现液体和气体中低含量一氧化氮分子的高灵敏度检测的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种基于石墨烯量子点的组装微粒子材料的制备方法，包括以下步骤：A1：提供一种石墨烯量子点，配制0.01～1mg/mL石墨烯量子点溶液；A2：将适量0.01～1mg/mL石墨烯量子点溶液与适量0.01～1mg/mL的超氧化物歧化酶溶液混合均匀，然后向其中加入适量0.2～50mmol/L稀土离子溶液，室温振荡下孵育，采用半透膜超滤管超滤分离纯化，即可制得一种石墨烯量子点-稀土-超氧化物歧化酶共组装微粒子。

应当知晓的是，该石墨烯量子点-稀土-超氧化物歧化酶共组装微粒子的制备在室温下即可自发发生，该反应与石墨烯量子点、稀土、超氧化物歧化酶三者之间的比例并无直接影响关系。