CN115651275B - 一种镧系发光水凝胶珠粒及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镧系发光水凝胶珠粒及其制备方法和应用。将五硼酸间苯二甲酸5‑BOP加入去离子水中，待其完全溶解后加入壳聚糖CS，随后在70℃下搅拌一小时得到溶液A；将海藻酸钠SA加入另一去离子水中，同样在70℃下搅拌一个小时得到溶液B；将溶液B倒入溶液A中，继续保持70℃搅拌两个小时得到溶液C；步骤四:最后利用胶头滴管吸取液体，逐滴滴入EuCl3溶液之中，静置一小时后利用去离子水清洗3次，整个过程操作简单，无毒无害。将其用于人体血清中的甲基丙二酸检测时，拥有着良好的选择性，检测限可以达到139ppb。
Description
技术领域
本发明属于分析化学领域，具体是一种镧系发光水凝胶珠粒及其制备方法和在制备检测甲基丙二酸含量的试剂中的应用。
背景技术
甲基丙二酸(MMA)是三羧酸循环中丙酸盐代谢的副产品，是评估人类血清中钴胺素缺乏的一个重要指标，同时MMA过高会引起甲基丙二酸血症。甲基丙二酸血症具有基因遗传性，会使0-10岁新生儿童发病，临床表现为智力、运动发育落后、嗜睡、喂养困难和贫血等。因此，确定血清中的MMA浓度尤为重要。人血清中的MMA浓度通常采用串联质谱法检测，然而，这种方法非常耗时且昂贵，在有些国家和地区很难进行大规模的初步筛选。另一方面，电化学方法也可被用来准确地检测MMA，但这通常需要花费太多时间，并需要良好的设备和设施。相比之下，荧光传感具有操作简便、可视性好、制作成本低、检测速度快等优点。因此，设计合适的荧光材料和装置用于在生物环境中快速灵敏地检测MMA是当前的挑战之一。
水凝胶具有生物相容性、稳定性、兼容性和生物通用性，因此在生物分析和生物医学中具有广泛的应用前景。然而，大多数水凝胶是由有毒的化学交联剂交联而成的，这些交联剂很难从水凝胶中完全去除，并可能对环境造成严重破坏。因此，开发一种更加环保、高效的水凝胶传感器是我们目前关注的问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对现有技术的不足，提供了一种可以初步检测出人体血清中的MMA浓度的材料，该材料是基于镧系发光离子的复合材料，并将其制备成比率荧光传感器。
本发明的方案是：
一种镧系发光水凝胶珠粒的制备方法，包括以下步骤：
首先将五硼酸间苯二甲酸5-BOP加入去离子水中，待其完全溶解后加入壳聚糖CS，随后在70℃下搅拌一小时得到溶液A，5-BOP和CS的质量比例为：1:4-8；5-BOP和去离子水的比例为5:1-2mg/mL；
同时将海藻酸钠SA加入另一去离子水中，同样在70℃下搅拌一个小时得到溶液B；SA和去离子水的比例为30:1-2mg/mL；
将溶液B倒入溶液A中，继续保持70℃搅拌两个小时得到溶液C；
最后利用胶头滴管吸取液体，逐滴滴入EuCl3溶液之中，会立刻形成水凝胶珠粒，静置一小时后利用去离子水清洗3次；EuCl3溶液浓度为9-15mg/mL；溶液C和EuCl3溶液体积比为2:3-4。
优选的，5-BOP和CS的质量比例为：1:5；5-BOP和去离子水的比例为5:1mg/mL。
优选的，SA和去离子水的比例为30:1mg/mL。
优选的，EuCl3溶液浓度为9mg/mL；
优选的，EuCl3溶液浓度为12mg/mL；
优选的，溶液C和EuCl3溶液体积比为2:3。
任一所述制备方法获得的镧系发光水凝胶珠粒。
所述的镧系发光水凝胶珠粒的应用，该应用为：在制备检测人体血清中甲基丙二酸含量的试剂中的应用。
本发明具有以下优点：
首先，本发明制备的水凝胶珠粒的方法简单，易于操作，环境友好。
最后，本发明制备的水凝胶珠粒具有良好的荧光传感性能，适合作为比率荧光传感器。将其用于人体血清中的甲基丙二酸检测时，拥有着良好的选择性，检测限可以达到139ppb。
附图说明
图1水凝胶珠粒分别在水溶液和MMA溶液中的荧光发射光谱；
图2在284nm激发波长下水溶液中加入各种物质后的荧光强度比(I468/I618)；
图3存在干扰物条件下优化的MMA的抗干扰柱状图；
图4在284nm激发波长下，不对MMA浓度下时的荧光发射光谱；
图5低浓度范围内，在MMA水溶液中珠粒的Ksv曲线；
图6水凝胶珠粒在血清溶液(1-9x 10-7M)中的荧光发射光谱；
图7低浓度范围内，在MMA血清溶液中珠粒的Ksv曲线；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1水凝胶珠粒的制备
首先将五硼酸间苯二甲酸5-BOP(50mg)加入一个装有10mL去离子水的烧瓶中，待其完全溶解后加入壳聚糖CS(250mg，粘度100–200mpa·s)，随后在70℃下搅拌一小时得到溶液A。
同时将海藻酸钠SA(300mg)加入另一个装着10ml去离子水的烧瓶中，同样在70℃下搅拌一个小时得到溶液B。
将溶液B倒入溶液A中，继续保持70℃搅拌两个小时得到溶液C。
最后利用胶头滴管吸取液体C，逐滴滴入30mL的EuCl3(9mg/mL)溶液之中，会立刻形成水凝胶珠粒，静置六小时后利用去离子水清洗3次。
实施例2水凝胶珠粒的制备
溶液A:首先将5-BOP(50mg)加入一个装有10mL去离子水的烧瓶中，待其完全溶解后加入CS(200mg，粘度100–200mpa·s)，随后在70℃下搅拌一小时得到溶液A。
溶液B:同时将SA(300mg)加入另一个装着10ml去离子水的烧瓶中，同样在70℃下搅拌一个小时得到溶液B。
溶液C:将溶液B倒入溶液A中，继续保持70℃搅拌两个小时得到溶液C。
最后利用胶头滴管吸取溶液C，逐滴滴入30mL的EuCl3(12mg/mL)溶液之中，静置六小时后利用去离子水清洗3次。
实施例3水凝胶珠粒的制备
溶液A:首先将5-BOP(50mg)加入一个装有10mL去离子水的烧瓶中，待其完全溶解后加入CS(250mg，粘度100–200mpa·s)，随后在70℃下搅拌一小时得到溶液A。
溶液B:同时将SA(300mg)加入另一个装着10ml去离子水的烧瓶中，同样在70℃下搅拌一个小时得到溶液B。
溶液C:将溶液B倒入溶液A中，继续保持70℃搅拌两个小时得到溶液C。
最后利用胶头滴管吸取溶液C，逐滴滴入30mL的EuCl3(9mg/mL)溶液之中，静置六小时后利用去离子水清洗3次。
实施例4基于实施例1的水凝胶珠粒在水溶液中对MMA的检测
为了验证材料对MMA的选择性识别，选取人体常见的12种物质作为干扰物质，分析对水凝胶珠粒对MMA的检测能力。干扰物质包括钠离子(Na+)、钙离子(Ca2+)、钾离子(K+)、磷酸根离子(PO4 3-)、半胱氨酸(HCY)、葡萄糖(Glu)、谷胱甘肽(GSH)、尿素(Urea)、抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)、苹果酸(MA)、多巴胺(DA)。首先将上述物质分别配制成0.01mol/L的水溶液，然后在室温条件下，将水凝胶珠粒浸泡在上述溶液中半个小时后取出，在284nm激发波长下测量其荧光发射光谱。图1中，MMA对水凝胶珠粒有着明显的荧光变化。在评估传感器性能时，需要对传感器进行抗干扰试验，结果如图2,3所示。结果表明，在MMA溶液中加入过量的干扰物质时，水凝胶珠粒的荧光变化强度仅与MMA浓度有关，这进一步证实了该材料对MMA传感器有着非常良好的前景。
实施例5血清溶液的配制
取100g猪血清入离心管中，在转速14000rpm下离心5分钟，得到上层脂质。称取10g脂质加入50ml甲醇中，随后利用离心管在转速12000rpm下离心五分钟后，得到溶液，最后将所得溶液稀释100倍，即为本次模拟的血清溶液。
为了评估水凝胶珠粒对MMA的敏感性，进行了荧光滴定实验。将水凝胶珠粒浸入不同浓度的MMA溶液中，如图4所示，MMA的荧光强度随着MMA浓度变化，在618nm出强度降低，468nm处强度升高，形成一种比率变化。如图5所示，在低浓度范围内，荧光强度比(I618/I468)与MMA浓度呈线性关系(R2＝98.7％)，基于3σ/k(其中σ是空白测量的标准偏差，k是校准曲线的斜率)的检测限(LOD)为96ppb。
实施例6基于实施例1的A水凝胶珠粒在血清溶液中对MMA的检测
为了证明水凝胶珠粒的实际用途，还在血清样品中进行了浓度滴定实验。
将实施例5的血清溶液配制成不同浓度的MMA溶液(1*10-7-9*10-7M)，再分别向其中加入1-2颗水凝胶珠粒，利用荧光分光光度计测量其荧光发射图谱。结果如图6所示，MMA的荧光强度随着MMA浓度变化，在618nm出强度降低，432nm处强度升高，形成一种比率变化。拟合结果如图7所示，在低浓度范围内呈现线性关系(R2＝0.978)。在MMA浓度范围为4*10-7-9*10-7mol/L内时，发强度比(I432/I618)和MMA浓度有着良好的线性拟合。血清中的MMA的LOD检测限计算为139ppb。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.镧系发光水凝胶珠粒在制备检测人体血清中甲基丙二酸含量的试剂中的应用，所述镧系发光水凝胶珠粒的制备方法包括以下步骤：
步骤一:将五硼酸间苯二甲酸5-BOP加入去离子水中，待其完全溶解后加入壳聚糖CS，随后在70°C下搅拌一小时得到溶液A，5-BOP和CS的质量比例为：1:4-8；5-BOP和去离子水的比例为5:1-2 mg/mL；
步骤二:将海藻酸钠SA加入另一去离子水中，同样在70°C下搅拌一个小时得到溶液B;SA和去离子水的比例为30:1-2 mg/mL；
步骤三:将溶液B倒入溶液A中，继续保持70°C搅拌两个小时得到溶液C；
步骤四:最后利用胶头滴管吸取液体，逐滴滴入EuCl3溶液之中，会立刻形成水凝胶珠粒，静置一小时后利用去离子水清洗3次; EuCl3溶液浓度为9-15 mg/mL；溶液C和EuCl3溶液体积比为2:3-4。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，5-BOP和CS的质量比例为：1:5；5-BOP和去离子水的比例为5:1mg/mL。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，SA和去离子水的比例为30:1 mg/mL。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，EuCl3溶液浓度为9 mg/mL。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，EuCl3溶液浓度为12 mg/mL。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，溶液C和EuCl3溶液体积比为2:3。
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2022
- 2022-11-08 CN CN202211392329.8A patent/CN115651275B/zh active Active
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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