[发明专利]一种基于碳量子点“关-开”型荧光纳米传感器高灵敏检测α-葡萄糖苷酶的方法

说明书

一种基于碳量子点“关‑开”型荧光纳米传感器高灵敏检测α‑葡萄糖苷酶的方法，它涉及一种α‑葡萄糖苷酶检测方法。本发明的目的是要解决现有的α‑葡萄糖苷酶检测方法消耗时间长、灵敏度低、选择性低的问题，以及碳量子点材料荧光性能较差且以此为基础建立的荧光分析法抗干扰能力弱，不适用于生物样品的检测等问题。制备方法：一、制备碳量子点；二、制备Vsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;纳米带；三、制备碳量子点‑Vsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;纳米复合物。使用方法：将制备的碳量子点‑Vsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;纳米复合物溶液加入到经孵育的α‑葡萄糖苷酶与底物溶液中，进行荧光检测。本发明制备的硼氮硫掺杂碳量子点荧光性能好，建立的方法选择性好，灵敏度高，准确度高，方便快捷。

技术领域

本发明属于荧光碳纳米材料、生物传感技术领域，涉及一种基于碳量子点-V₂O₅纳米复合物开关系统的α-葡萄糖苷酶高灵敏检测方法。

背景技术

以高血糖为特征的糖尿病是一种常见的慢性疾病且伴随严重的并发症，如视网膜病、心血管疾病、神经病等。在所有糖尿病中，II型糖尿病约占90％，餐后高血糖的控制对于II型糖尿病的诊断和治疗至关重要。α-葡萄糖苷酶是一种在小肠上皮的膜结合酶，能催化从底物非还原端释放α-葡萄糖，α-葡萄糖苷酶已成为糖尿病治疗中最重要的靶标之一。

现有的检测α-葡萄糖苷酶方法包括电化学、高效液相色谱、比色法等。在这些方法中电化学选择性差，高效液相色谱法分离时间长，比色法灵敏度较低。荧光法具有灵敏度高操作简单等优点，但是直接荧光猝灭法抗干扰能力弱。此外，已报道的荧光方法中探针的合成步骤复杂，成本高，耗时长，探针的高毒性和光致漂白阻碍了其实际应用。发明专利CN111879741A虽然公开了一种检测α-葡萄糖苷酶的荧光方法，但是检出限仅为0.02U/mL，较低灵敏度不利于痕量α-葡萄糖苷酶分析。此外，该发明专利中碳量子点制备时间长，能量消耗较大。因此，建立一种灵敏度高、选择性高、操作简单的α-葡萄糖苷酶定量分析方法很有必要。

碳量子点是一种新型的零维碳纳米材料，具有可调发射，高光稳定性，水溶性，优异的生物相容性，易于制备和修饰等优点，在金属离子、药物和生物大分子等分析检测方面都有广泛的应用前景。制备碳量子点的方法包括燃烧法、模板法、水热法、微波法等。微波法是一种快速、绿色、简单合成碳量子点的方法。但是，大多数制备的碳量子点激发后发蓝光，生物基质自体荧光也呈蓝色，这限制了碳量子点在生物分析检测中的应用。将杂原子掺杂到碳量子点中能引入新的缺陷能级与表面形态，有利于碳量子点发射中心的红移。此外，杂原子掺杂还能提高荧光量子产率。研究表明，将碳量子点与其他纳米材料复合可以进一步提高其灵敏度与选择性。纳米五氧化二钒(V₂O₅)是一种新型钒氧化物纳米材料，具有优异的物理化学性质，广泛应用于化学催化、电化学工业、航空航天等领域。纳米五氧化二钒紫外吸收能力强，在390nm附近具有最大吸收，是良好的荧光材料猝灭剂。因此可以将碳量子点与纳米五氧化二钒结合建立荧光开关技术开发新型的纳米荧光传感器。“关-开”型荧光传感法因其独特的检测机理，能够消除外界干扰引起的假阳性结果，灵敏度比直接猝灭法更高。

发明内容

本发明的目的是要解决现有的α-葡萄糖苷酶检测方法消耗时间长、灵敏度低、选择性低的问题，以及碳量子点材料荧光性能较差且以此为基础建立的荧光分析法抗干扰能力弱，不适用于生物样品的检测等问题。本发明采用一步微波法制备硼氮硫掺杂黄光碳量子点，并将其与V₂O₅纳米带结合构建“关-开”型纳米荧光传感器应用于检测人血清中α-葡萄糖苷酶。

一种碳量子点-V₂O₅纳米复合物的制备方法，具体是按照以下步骤完成：