一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法，其步驟：(1)稱取一定量的氯化血紅素，用NaOH溶液溶解，再用PBS溶液稀釋，制成血紅素母液A和空白血紅素母液A0；(2)將石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)用PBS溶液稀釋，得到石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)檢測劑B；(3)吸取4.0 ml血紅素母液A，再加入4.0 ml檢測劑溶液B液，配成血紅素質(zhì)量濃度為0?10 mg/L的樣品溶液C和空白樣品溶液C0；(4)將樣品溶液C震蕩30s，靜置后樣品液C注入熒光比色皿中，以波長為368nm激發(fā)光照射樣品溶液C，得到樣品溶液C的熒光強(qiáng)度F和空白樣品溶液C0的熒光強(qiáng)度F0；(5)設(shè)定熒光強(qiáng)度淬滅值為△F，△F=F0?F，得到待測溶液中血紅素的質(zhì)量濃度ρ（mg/L）。該方法操作簡便，檢測靈敏度高，檢測限低，穩(wěn)定性好。
【專利說明】
一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法，屬于生物化學(xué)及納米技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]血紅素(hemin)是重要的金屬卟啉配合物，作為一種優(yōu)良的天然色素、鐵強(qiáng)化劑及抗貧血藥，在治療缺鐵性貧血方面的具有顯著療效，被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥保健領(lǐng)域。在血紅素的工業(yè)化生產(chǎn)中需要檢測其含量來控制產(chǎn)品質(zhì)量，關(guān)于血紅素檢測分析方法已逐漸受到研究者們的重視。目前，國內(nèi)一般采用傳統(tǒng)的比色法，因?yàn)榇朔椒蓪?shí)施性強(qiáng)、 較易實(shí)現(xiàn)，但是具有操作步驟復(fù)雜、操作誤差較大、測定結(jié)果準(zhǔn)確度低等缺點(diǎn)。近幾年也有報(bào)道采用高效液相色譜法測定血紅素含量，該方法操作簡單、測定結(jié)果準(zhǔn)確率高，但是該方法所用儀器成本高昂，普適性差。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法。
[0004]本發(fā)明具有以下的特征過程和步驟:為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:(1).稱取一定量的氯化血紅素，用〇.0lmol/L的NaOH溶液溶解，存于1L的容量瓶中； 將上述氯化血紅素溶液按照一定的比例用0.01M的PBS溶液稀釋，稀釋為0-20mg/L的氯化血紅素溶液，移入1L的容量瓶中并定容，制成血紅素母液A，其中，質(zhì)量濃度為Omg/L的血紅素母液，記為空白血紅素母液A〇;(2).將石墨稀量子點(diǎn)(GQDs)用0.01M的PBS溶液進(jìn)行稀釋，得到20mg/L的石墨稀量子點(diǎn) (GQDs)檢測劑B;(3).在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步驟(1)中得到的血紅素母液A，再加入4.0 ml 上述步驟(2)中得到的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)檢測劑溶液B液，配置成血紅素質(zhì)量濃度為0-10 mg/L的樣品溶液C;在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步驟(1)中得到的空白血紅素母液A〇 液，再加入4.0 ml上述步驟(2)中得到的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)檢測劑溶液B液，配置成血紅素質(zhì)量濃度為〇mg/L的空白母液A〇所對應(yīng)的空白樣品溶液C〇;(4).將上述步驟(3)中所述的樣品溶液C液震蕩30s，靜置10min;再用移液槍吸取2.0ml 靜置后樣品液C注入熒光比色皿中，在熒光光譜儀中以波長為368nm的氙燈光源激發(fā)光照射上述比色皿中的樣品溶液C，得到樣品溶液C在380-650nm波長處的熒光強(qiáng)度，其中，將470nm 波長處的熒光強(qiáng)度記為F;將上述步驟(3)中所述的空白樣品溶液C〇液震蕩30s，靜置10min; 再用移液槍吸取2.0ml靜置后空白樣品液CQ，將其注入熒光比色皿中，在熒光光譜儀中以波長為368nm的氙燈光源激發(fā)光照射上述比色皿中的空白樣品溶液Co，得到空白樣品溶液C〇在 380-650nm波長處的熒光強(qiáng)度，其中，將470nm波長處的熒光強(qiáng)度記為F〇;(5).設(shè)定470nm處樣品液C的熒光強(qiáng)度淬滅值為AF，其表達(dá)式為:AF=F〇-F根據(jù)所述樣品液C在470nm處熒光強(qiáng)度F的淬滅值A(chǔ)F的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而得到與其對應(yīng)的待測溶液中血紅素的質(zhì)量濃度P(mg/L)。
[0005]本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)如下:本發(fā)明的方法通過利用石墨烯量子點(diǎn)對血紅素進(jìn)行熒光檢測，操作簡便，檢測靈敏度高，檢測限低，穩(wěn)定性好，還具有環(huán)保無毒、廢液易處理的特點(diǎn)。【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測不同濃度的血紅素時(shí)所得到的熒光光譜圖，圖中，石墨烯量子點(diǎn)的濃度固定為20 mg/L，血紅素的濃度依次為0 mg/L， 0.1 mg/L，0.5 mg/L，l mg/L，3 mg/L，5 mg/L，7mg/L;橫坐標(biāo)為掃描波長，縱坐標(biāo)為不同濃度的血紅素下石墨烯量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測不同濃度的血紅素時(shí)所得到的熒光淬滅值A(chǔ)F與血紅素濃度P(mg/L)的線性關(guān)系圖，圖中，石墨烯量子點(diǎn)的濃度固定為20 mg/L，血紅素的濃度依次為0 mg/L，0.1 mg/L，0.5 mg/L，l mg/L，3 mg/L，5 mg/L，7mg/L;A F為熒光強(qiáng)度的淬滅值，AF= FQ-F，F(xiàn)Q為血紅素濃度為0 mg/L的熒光強(qiáng)度，F(xiàn)為不同濃度的血紅素下石墨烯量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度；圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測單一血紅素樣品和添加混合物的血紅素樣品的對比效果圖，圖中，橫坐標(biāo)分別為20.9 mg/L L-精氨酸、22.0 mg/L L-賴氨酸、39.5 mg/L葡萄糖、45.3 mg/L鹿糖、44.0 mg/L維生素C、37.7 mg/L淀粉、5 mg/L的血紅素及含有全部上述物質(zhì)的混合樣品；其中，F(xiàn)〇為各物質(zhì)濃度均為0 mg/L時(shí)石墨烯量子點(diǎn)的焚光強(qiáng)度，F(xiàn)為不同濃度成分下石墨稀量子點(diǎn)的焚光強(qiáng)度，F(xiàn)/Fo為焚光強(qiáng)度相對差，以百分?jǐn)?shù)表示?！揪唧w實(shí)施方式】
[0007]現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。
[0008]實(shí)施例1:一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法，具體實(shí)施包括如下步驟:(1).稱取0.1 g的氯化血紅素，用0.0 lmo 1 /L的NaOH溶液溶解，存于1L的容量瓶中待用； 將上述氯化血紅素母液用0.01M的PBS溶液進(jìn)行稀釋，分別稀釋成濃度依為0mg/L、0.2mg/L、 lmg/L、2mg/L、6mg/L、10mg/L、14mg/L的血紅素母液A，其中，血紅素母液中的質(zhì)量濃度為 Omg/L，記為空白血紅素母液A〇;⑵.將石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)按照一定的比例，用0.01M的PBS溶液進(jìn)行稀釋，得到20mg/ L的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)檢測劑B，所述的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的合成方法為現(xiàn)有技術(shù)，見中國專利，申請?zhí)枮?01510394852.8，名稱為“磺酸基石墨烯量子點(diǎn)生物熒光探針及其應(yīng)用”；(3).在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步驟(1)中得到的血紅素母液A，再加入4.0 ml 上述步驟(2)中得到的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)檢測劑溶液B液，配置成血紅素質(zhì)量濃度依次為0mg/L、0.111^凡、0.511^凡、111^凡、311^凡、511^凡、711^凡所對應(yīng)的樣品溶液〇;在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步驟(1)中得到的空白血紅素母液A〇液，再加入4.0 ml上述步驟(2)中得到的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)檢測劑溶液B液，配置成血紅素質(zhì)量濃度為 〇mg/L的空白血紅素母液A〇所對應(yīng)的空白樣品溶液Co;(4).將上述步驟(3)中所述的樣品溶液C液震蕩30s，靜置lOmin;再用移液槍吸取2.0ml靜置后樣品液C注入熒光比色皿中，在F-7000熒光光譜儀中以波長為368nm的氙燈光源激發(fā)光照射上述比色皿中的樣品溶液C，得到樣品溶液C在380-650nm波長處的熒光強(qiáng)度F，如圖1 所示，圖中，樣品溶液C的濃度依次為0? lmg/L，、0.5mg/L，、lmg/L，、3mg/L，、5mg/L，、7mg/L在 470nm波長處的熒光強(qiáng)度分別記為小^，；F〇.5,；F3, ；F5, ；F7;將上述步驟(3)中所述的空白樣品溶液Co液震蕩30s，靜置lOmin;再用移液槍吸取2.0ml靜置后空白樣品液Co，將其注入熒光比色皿中，在熒光光譜儀中以波長為368nm的氙燈光源激發(fā)光照射上述空白樣品溶液 Co，得到空白樣品溶液Co，在380-650nm波長處的熒光強(qiáng)度;濃度為0mg/L空白樣品溶液Co的熒光光譜如圖1所示;圖中，空白樣品溶液Co在nm波長處的熒光強(qiáng)度記為F〇;(5).設(shè)定470nm處樣品液C的熒光強(qiáng)度淬滅值為AF，其表達(dá)式為:AF=F〇-F根據(jù)所述樣品液C的濃度與470nm處熒光強(qiáng)度的淬滅值A(chǔ)F的對應(yīng)關(guān)系，建立曲線，如圖 2所示，進(jìn)而得到與其對應(yīng)的待測溶液中血紅素的質(zhì)量濃度P(mg/L)。
[0009]從圖1中的熒光光譜圖可得知，石墨烯量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度隨血紅素溶液的濃度增加而減弱，其中，470nm波長處的熒光強(qiáng)度的淬滅值A(chǔ)F與血紅素的濃度P(mg/L)有固定的線性關(guān)系，如圖2所示，在血紅素濃度為0.1-7 mg/L的范圍內(nèi)，石墨烯量子點(diǎn)的淬滅方程式為: AF =3.287+57.539 P，其中P單位為mg/L，相關(guān)系數(shù)R2=0.993，按國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)的計(jì)算方法[參見文獻(xiàn):Chen L Y, Huang C C, Chen W Y, et al.Using photoluminescent gold nanodots to detect hemoglobin in diluted blood samples [J].B1sensors &B1electronics, 2012, 43C(1):38_44.]，計(jì)算得出血紅素的檢測限可達(dá)到〇.〇lmg/L。
[0010]實(shí)施例2:為了驗(yàn)證本發(fā)明的一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法的檢測效果，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，依據(jù)常見的血紅素補(bǔ)鐵保健品成分及相關(guān)文獻(xiàn)[參見文獻(xiàn):張文龍，張俊生， 周麗萍，等.氯化血紅素對CdS量子點(diǎn)熒光的猝滅研究及分析應(yīng)用[J].食品科學(xué)，2011， 32(3):51-55.]，模擬一個(gè)含血紅素的混合體系。[〇〇11]按照實(shí)施例1的方法分別對質(zhì)量濃度為20.9mg/L的L-精氨酸、質(zhì)量濃度為22.0mg/ L的L-賴氨酸、質(zhì)量濃度為39.5mg/L的葡萄糖、質(zhì)量濃度為45.3mg/L的蔗糖、質(zhì)量濃度為 44.0mg/L的維生素C、質(zhì)量濃度為37.7mg/L的淀粉及質(zhì)量濃度為5mg/L的血紅素進(jìn)行的熒光淬滅實(shí)驗(yàn)。如圖3所示，可以看出僅有血紅素使得石墨烯量子點(diǎn)明顯淬滅;按照實(shí)施例1中的方法進(jìn)行熒光測定，經(jīng)計(jì)算，所測得混合體系下血紅素的濃度為4.88mg/L，與血紅素本來的濃度(5mg/L)相當(dāng)，相對偏差為2.5%，由此看出，本發(fā)明方法在食品檢測分析具有操作簡便， 檢測靈敏度高，檢測限低，穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用石墨烯量子點(diǎn)熒光檢測血紅素的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:(1)稱取一定量的氯化血紅素，用0.0lmol/L的NaOH溶液溶解，存于1L的容量瓶中； 將上述氯化血紅素溶液按照一定的比例用0.01M的PBS溶液稀釋，稀釋為0-20mg/L的氯化血紅素溶液，移入1L的容量瓶中并定容，制成血紅素母液A，其中，質(zhì)量濃度為Omg/L的血 紅素母液，記為空白血紅素母液A〇;(2)將石墨稀量子點(diǎn)(GQDs)用0.01M的PBS溶液進(jìn)行稀釋，得到20mg/L的石墨稀量子點(diǎn) (GQDs)檢測劑B;(3)在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步驟(1)中得到的血紅素母液A，再加入4.0 ml上 述步驟(2)中得到的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)檢測劑溶液B液，配置成血紅素質(zhì)量濃度為0-10 mg/L的樣品溶液C;在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步驟(1)中得到的空白血紅素母液A〇 液，再加入4.0 ml上述步驟(2)中得到的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)檢測劑溶液B液，配置成紅素 質(zhì)量濃度為〇mg/L的空白母液A〇所對應(yīng)的空白樣品溶液Co;(4)將上述步驟(3)中所述的樣品溶液C液震蕩30s，靜置10min;再用移液槍吸取2.0ml 靜置后樣品液C注入熒光比色皿中，在熒光光譜儀中以波長為368nm的氙燈光源激發(fā)光照射 上述比色皿中的樣品溶液C，得到樣品溶液C在380-650nm波長處的熒光強(qiáng)度，其中，將470nm 波長處的熒光強(qiáng)度記為F;將上述步驟(3)中所述的空白樣品溶液Co液震蕩30s，靜置10min; 再用移液槍吸取2.0ml靜置后空白樣品液C〇,將其注入熒光比色皿中，在熒光光譜儀中以波 長為368nm的氙燈光源激發(fā)光照射上述比色皿中的空白樣品溶液Co，得到空白樣品溶液Co在 380-650nm波長處的熒光強(qiáng)度，其中，將470nm波長處的熒光強(qiáng)度記為F〇;(5)設(shè)定470nm處樣品液C的熒光強(qiáng)度淬滅值為AF，其表達(dá)式為:AF=F〇-F根據(jù)所述樣品液C在470nm處熒光強(qiáng)度F的淬滅值A(chǔ)F的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而得到與其對應(yīng)的 待測溶液中血紅素的質(zhì)量濃度P(mg/L)。
【文檔編號】G01N21/64GK105987893SQ201610406561
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年8月18日
【發(fā)明人】王艷麗, 董鵬, 姚晨婕, 邢曉軍, 丁琳, 吳明紅
【申請人】上海大學(xué)