CN104964956A - 一种利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，包括：步骤一、配制不同浓度的含荧光碳点的血红蛋白的标准溶液，检测标准溶液的荧光强度，得到标准溶液的荧光光谱图，建立血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与所有标准溶液的荧光强度的差值与血红蛋白浓度间的线性关系；步骤二、配制含荧光碳点的血红蛋白的样品溶液，检测样品溶液的荧光强度，通过线性关系确定样品溶液中血红蛋白的浓度。本发明以荧光碳点为探针，利用血红蛋白猝灭荧光碳点的特性，对血红蛋白浓度进行检测，检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可实现实际样品中血红蛋白浓度的在线原位快速灵敏检测。

Description

一种利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法
技术领域
本发明涉及一种检测血红蛋白浓度的方法，尤其涉及一种利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法。
背景技术
血红蛋白大量存在于红细胞中，是血液中运输氧气的主要成分，在生物体内起到传输氧气、分解H2O2、传递电子等与氧和能量代谢有关的重要活动，在一切生命活动中起着关键作用。血红蛋白的测定方法有可见光度法、化学发光法及电化学法。但这些方法存在着前处理过程繁琐和分析时间太长等不足。
近年来，荧光碳点是继富勒烯、碳纳米管及石墨烯之后最热门的碳纳米材料之一。这种纳米材料克服了传统量子点的某些缺点，不仅具有优良的光学性能与小尺寸特性，而且具有良好的生物相容性，易于实现表面功能化，在生化传感、成像分析、环境检测、光催化技术及药物载体等领域具有很好的应用潜力。但迄今为止，将荧光碳点作为探针用于血红蛋白检测的相关报道仍未见。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种荧光碳点探针检测血红蛋白的新方法，该方法操作简单、检测快速且灵敏度高，能进行溶液中血红蛋白的高灵敏识别。
本发明还有一个目的是研究荧光碳点在血红蛋白浓度检测中的新应用。
本发明提供的技术方案为：
一种利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，包括：
步骤一、配制不同浓度的含荧光碳点的血红蛋白的标准溶液，检测所述标准溶液的荧光强度，得到所述标准溶液的荧光光谱图，建立血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与所有标准溶液的荧光强度的差值与血红蛋白浓度间的线性关系；
步骤二、配制含荧光碳点的血红蛋白的样品溶液，检测所述样品溶液的荧光强度，通过所述线性关系确定所述样品溶液中血红蛋白的浓度。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述步骤一和所述步骤二中所述荧光碳点的制备方法为：
步骤a、将1.0g的分子量为1500的聚乙二醇和15mL甘油搅拌后置于微波反应器中，在140℃下反应15min；
步骤b、将步骤a中制得的样品冷却至50℃后加入1.0g的丝氨酸，之后升温至180℃微波反应10min；
步骤c、将步骤b中制得的样品注入分子量为1000的透析袋中透析24h，得到300mL的透析液；
步骤d、将步骤c中制得的透析液在60℃下旋转蒸发1h，最后得到260mL的荧光碳点。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述步骤一中配制所述标准溶液的方法为：
配制不同浓度的血红蛋白的原溶液，取不同体积的原溶液，并向其中分别添加相同体积的荧光碳点及不同体积的缓冲溶液至混合液的体积相等，即得等体积不同浓度的标准溶液。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述步骤二中配制所述样品溶液的方法为：
向未知血红蛋白溶液中加入一定量的荧光碳点，使得与所述标准溶液中荧光碳点的体积相同，加入与配制所述标准溶液相同种类的缓冲溶液至与所述标准溶液的体积相等，即得所述样品溶液。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述步骤三中确定所述样品溶液中血红蛋白的浓度的方法为：
将血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与所述样品溶液的荧光强度的差值带入所述线性关系中，即得所述样品溶液中血红蛋白的浓度。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述标准溶液和所述样品溶液中荧光碳点的添加量均为70μL。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，检测所述标准溶液和所述样品溶液荧光强度的激发波长均为340nm。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述标准溶液和所述样品溶液的体积均为3mL。
优选的是，所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述标准溶液和所述样品溶液中荧光碳点的浓度均为10.7mg/mL。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明将荧光碳点作为探针，利用血红蛋白猝灭碳点荧光的特性，对血红蛋白浓度进行检测，检测过程简单方便，灵敏度高、检测限低，可实现实际样品中血红蛋白浓度的在线原位快速灵敏检测；本发明通过微波反应合成法制备的荧光碳点探针细胞毒性低、生物相容性好、荧光强度高、荧光稳定性好，操作简单，原料易得且价格便宜，反应条件温和可以调控，所得荧光碳点产率较高，解决了现在荧光碳点制备方法因工艺和原料限制无法规模化生产且获得荧光碳点产率较低的问题，该荧光碳点可用于金属离子检测、生物标记、生物影像等。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中不同浓度的血红蛋白的标准溶液与荧光碳点探针反应后，在激发波长为340nm时得到的荧光光谱图；
图2为本发明血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与不同浓度血红蛋白标准溶液的荧光强度的差值与血红蛋白浓度之间的线性关系曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一、荧光碳点的合成
微波加热法合成荧光碳点，以分子量为1500的聚乙二醇、甘油和丝氨酸为原料：将1.0g的分子量为1500的聚乙二醇和15mL甘油搅拌后置于微波反应器中140℃高温反应15min，待试管冷却到50℃时加入1.0g的丝氨酸，继续升温至180℃微波反应10min，将制得的样品注入分子量为1000的透析袋中进行透析24小时后进行蒸发浓缩，得到300mL的透析液，将透析液在60℃恒温的条件下旋转蒸发一个小时，最后得到260mL荧光碳点。将上述荧光碳点以硫酸奎宁做标准物质得到其量子产率为13％左右。
二、建立线性关系
配制不同浓度的血红蛋白的原溶液，并向其中分别添加70μL的荧光碳点，然后用磷酸盐缓冲溶液稀释到3mL，配制一系列等体积不同浓度的标准溶液，其中，标准溶液中血红蛋白的浓度依次为0、2×10-6mol/L、5×10-6mol/L、1×10-5mol/L、2×10-5mol/L和3×10-5mol/L，其编号分别为a、b、c、d、e、f，标准溶液中荧光碳点的浓度为10.7mg/mL；
用荧光分光光度计在340nm的激发波长下，分别检测上述标准溶液的荧光强度，得到如图1所示的荧光光谱图，从荧光光谱图上读出不同浓度的血红蛋白的标准溶液所对应的荧光强度值。
以荧光光谱图中血红蛋白浓度为零的空白荧光碳点标准溶液的荧光强度与不同浓度的血红蛋白标准溶液的荧光强度的差值为纵坐标，以标准溶液中血红蛋白的浓度为横坐标，绘制如图2所示的标准曲线，从而得出血红蛋白浓度为零的空白荧光碳点标准溶液的荧光强度与不同浓度血红蛋白标准溶液的荧光强度的差值与血红蛋白浓度之间的线性关系，线性方程Y＝0.16X，R2＝0.998，对血红蛋白的检测限可达到2.43×10-8mol/L，以此线性关系检测样品溶液中血红蛋白的浓度。
三、样品溶液中血红蛋白浓度的测定
另取一定体积的血红蛋白的原溶液，并向其中加入70μL的荧光碳点，然后用磷酸盐缓冲溶液稀释到3mL，得到样品溶液，其中，样品溶液中荧光碳点的浓度为10.7mg/mL。用荧光分光光度计在340nm的激发波长下，检测样品溶液的荧光强度，将血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与样品溶液的荧光强度的差值带入线性方程中，计算得到样品溶液中血红蛋白的浓度。
实施例2
一种利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，包括：
步骤一、配制不同浓度的含荧光碳点的血红蛋白的标准溶液，检测所述标准溶液的荧光强度，得到所述标准溶液的荧光光谱图，建立血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与所有标准溶液的荧光强度的差值与血红蛋白浓度间的线性关系；
步骤二、配制含荧光碳点的血红蛋白的样品溶液，检测所述样品溶液的荧光强度，通过所述线性关系确定所述样品溶液中血红蛋白的浓度。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述步骤一和所述步骤二中所述荧光碳点的制备方法为：
步骤a、将1.0g的分子量为1500的聚乙二醇和15mL甘油搅拌后置于微波反应器中，在140℃下反应15min；
步骤b、将步骤a中制得的样品冷却至50℃后加入1.0g的丝氨酸，之后升温至180℃微波反应10min；
步骤c、将步骤b中制得的样品注入分子量为1000的透析袋中透析24h，得到300mL的透析液；
步骤d、将步骤c中制得的透析液在60℃下旋转蒸发1h，最后得到260mL的荧光碳点。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述步骤一中配制所述标准溶液的方法为：
配制不同浓度的血红蛋白的原溶液，取不同体积的原溶液，并向其中分别添加相同体积的荧光碳点及不同体积的缓冲溶液至混合液的体积相等，即得等体积不同浓度的标准溶液。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述步骤二中配制所述样品溶液的方法为：
向未知血红蛋白溶液中加入一定量的荧光碳点，使得与所述标准溶液中荧光碳点的体积相同，加入与配制所述标准溶液相同种类的缓冲溶液至与所述标准溶液的体积相等，即得所述样品溶液。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述步骤三中确定所述样品溶液中血红蛋白的浓度的方法为：
将血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与所述样品溶液的荧光强度的差值带入所述线性关系中，即得所述样品溶液中血红蛋白的浓度。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述标准溶液和所述样品溶液中荧光碳点的添加量均为70μL。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，检测所述标准溶液和所述样品溶液荧光强度的激发波长均为340nm。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述标准溶液和所述样品溶液的体积均为3mL。
所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法中，所述标准溶液和所述样品溶液中荧光碳点的浓度均为10.7mg/mL。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，包括：
步骤一、配制不同浓度的含荧光碳点的血红蛋白的标准溶液，检测所述标准溶液的荧光强度，得到所述标准溶液的荧光光谱图，建立血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与所有标准溶液的荧光强度的差值与血红蛋白浓度间的线性关系；
步骤二、配制含荧光碳点的血红蛋白的样品溶液，检测所述样品溶液的荧光强度，通过所述线性关系确定所述样品溶液中血红蛋白的浓度。
2.如权利要求1所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，所述步骤一和所述步骤二中所述荧光碳点的制备方法为：
步骤a、将1.0g的分子量为1500的聚乙二醇和15mL甘油搅拌后置于微波反应器中，在140℃下反应15min；
步骤b、将步骤a中制得的样品冷却至50℃后加入1.0g的丝氨酸，之后升温至180℃微波反应10min；
步骤c、将步骤b中制得的样品注入分子量为1000的透析袋中透析24h，得到300mL的透析液；
步骤d、将步骤c中制得的透析液在60℃下旋转蒸发1h，最后得到260mL的荧光碳点。
3.如权利要求2所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，所述步骤一中配制所述标准溶液的方法为：
配制不同浓度的血红蛋白的原溶液，取不同体积的原溶液，并向其中分别添加相同体积的荧光碳点及不同体积的缓冲溶液至混合液的体积相等，即得等体积不同浓度的标准溶液。
4.如权利要求3所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，所述步骤二中配制所述样品溶液的方法为：
向未知血红蛋白溶液中加入一定量的荧光碳点，使得与所述标准溶液中荧光碳点的体积相同，加入与配制所述标准溶液相同种类的缓冲溶液至与所述标准溶液的体积相等，即得所述样品溶液。
5.如权利要求4所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，所述步骤三中确定所述样品溶液中血红蛋白的浓度的方法为：
将血红蛋白浓度为零的标准溶液的荧光强度与所述样品溶液的荧光强度的差值带入所述线性关系中，即得所述样品溶液中血红蛋白的浓度。
6.如权利要求5所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，所述标准溶液和所述样品溶液中荧光碳点的添加量均为70μL。
7.如权利要求6所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
8.如权利要求7所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，检测所述标准溶液和所述样品溶液荧光强度的激发波长均为340nm。
9.如权利要求8所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，所述标准溶液和所述样品溶液的体积均为3mL。
10.如权利要求8所述的利用荧光碳点探针检测血红蛋白浓度的方法，其特征在于，所述标准溶液和所述样品溶液中荧光碳点的浓度均为10.7mg/mL。
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