CN102507543B

CN102507543B - 用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法

Info

Publication number: CN102507543B
Application number: CN2011103107011A
Authority: CN
Inventors: 陈伟; 洪磊; 刘爱林; 李光文; 刘建清; 林新华
Original assignee: Fujian Medical University
Current assignee: Fujian Medical University
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: CN102507543A

Abstract

本发明公开一种用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是首先纳米氧化铜胶体溶液与过氧化氢溶液分别通过蠕动泵运输进入混合器混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。在鲁米诺-过氧化氢体系中加入纳米氧化铜，可显著增强化学发光信号。利用鲁米诺-过氧化氢-纳米氧化铜流动注射化学发光法可对葡萄糖含量进行测定，线性范围为5~60umol/L。

Description

用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法

技术领域

本发明涉及纳米氧化铜作为催化剂增强鲁米诺化学发光的方法，属于分析化学和纳米技术领域。

背景技术

化学发光是基于反应体系中某些物质的分子吸收了反应所释放的能量而由基态跃迁到激发态，然后再由从激发态返回基态，同时将能量以光辐射的形式释放出来所产生的一种发光现象。基于分子发光强度和被测物质含量之间的关系建立的分析方法称为化学发光分析法。近年来化学发光法由于检测限低、测定快速、线性范围宽等优点已经在不同的领域引起了人们的广泛兴趣和关注，如分析化学、环境科学、临床医学等。

近年来，对于化学发光的研究已拓展至以纳米材料来增加灵敏度和稳定性。纳米材料具有比表面积大、吸附性强、水溶性、高活性和高选择性等特性，随着纳米科技的发展，化学发光分析方法与纳米技术的结合无论是在优化化学发光反应的分析特性方面，还是在拓宽化学发光的应用范围等方面都获得了长足的发展。

本发明针对传统化学发光物质反应速度慢，发光强度低的问题，基于纳米氧化铜的催化活性，提供了一种增强鲁米诺化学发光的新方法。

发明内容

本发明的目的是基于纳米氧化铜的催化活性，提供了一种增强鲁米诺化学发光的新方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是首先纳米氧化铜胶体溶液与过氧化氢溶液分别通过蠕动泵运输进入混合器混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。

所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是鲁米诺溶液pH值为11.5。

所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是鲁米诺溶液浓度为0.5 mmol/L。

所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是过氧化氢溶液浓度为1.0 mmol/L。

所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是纳米氧化铜溶液浓度为2.0 mg/L。

所述的利用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光测定葡萄糖的方法，其特征是它由以下步骤组成：在EP管中分别加入不同浓度的葡萄糖溶液、葡萄糖氧化酶和磷酸盐缓冲溶液混合，混合液温浴后并将反应液稀释，经蠕动泵运输进入混合器与纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合后进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测，以测定葡萄糖。

所述的利用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光测定葡萄糖的方法，其特征是所加入的不同浓度的葡萄糖溶液的体积为250 μl，上述每一浓度的葡萄糖溶液与浓度为2 mg/ml的葡萄糖氧化酶50 μl和浓度为10 mmol/L、pH为 5.5的磷酸盐缓冲溶液200 μl进行混合，所述混合液在37 ℃下温浴30分钟，将此反应液稀释100倍，经蠕动泵运输进入混合器与2.0 mg/L纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与0.5 mmol/L、 pH 为11.5的鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。

所述一种利用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光测定血糖的方法，其特征是它由以下步骤组成：在EP管中分别加入血清、葡萄糖氧化酶和磷酸盐缓冲溶液混合，混合液温浴后并将反应液稀释，经蠕动泵运输进入混合器与纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合后进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测，以测定血糖浓度。

所述的利用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光测定血糖的方法，其特征是所加入的血清的体积为250 μl，其与浓度为2 mg/ml的葡萄糖氧化酶50 μl和浓度为10 mmol/L、pH为 5.5的磷酸盐缓冲溶液200 μl进行混合，所述混合液在37 ℃下温浴30分钟，将此反应液稀释100倍，经蠕动泵运输进入混合器与2.0 mg/L纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与0.5 mmol/L、 pH 为11.5的鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。

本发明的技术方案的具体步骤如下：

（一）纳米氧化铜的制备：

取硝酸铜溶液和冰醋酸加入到装有冷凝管的三颈瓶中，搅拌加热至沸腾，快速加入氢氧化钠溶液，加完后，继续搅拌后，得到黑色氧化铜沉淀。将反应得到的黑色氧化铜沉淀离心，用无水乙醇洗涤，减压干燥，即得纳米氧化铜粉体。将纳米氧化铜粉体分散于二次蒸馏水中得到棕色纳米氧化铜胶体溶液。

纳米氧化铜具体制备步骤如下：

（1）取0.02mol/L的硝酸铜溶液150 ml和0.5ml冰醋酸加入到装有冷凝管的三颈瓶中，搅拌加热至沸腾；

（2）快速加入0.04g/ml的氢氧化钠溶液10 ml，加完后，继续搅拌5分钟，得到黑色氧化铜沉淀；

（3）将反应得到的黑色氧化铜沉淀离心，用无水乙醇洗涤三次，减压干燥，即得直径为6 nm的纳米氧化铜粉体。

（二）纳米氧化铜增强鲁米诺-过氧化氢体系化学发光

流动注射化学发光分析系统如图1所示，首先纳米氧化铜胶体溶液与过氧化氢溶液分别经蠕动泵运输进入混合器混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。

所述的鲁米诺溶液pH值优选为11.5，鲁米诺溶液浓度优选为0.5 mmol/L；过氧化氢溶液浓度优选为1.0 mmol/L；纳米氧化铜溶液浓度优选为2.0 mg/L。

（三）葡萄糖的测定

在EP管中分别加入不同浓度的葡萄糖、葡萄糖氧化酶和磷酸盐缓冲溶液，混合液温浴后，将反应液稀释后，经蠕动泵运输进入混合器与纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。以化学发光强度对葡萄糖浓度作图得到标准曲线。将葡萄糖标准溶液更换为血清样品，可用于血糖浓度的检测。

上述反应液稀释倍数按实际试验稀释，具体倍数可以是50倍、100倍等均可，本发明优选100倍。

上述混合液温浴温度是可以在37 ℃的温度温浴，视具体试验要求而定，这是一般技术人员能实现的技术。

本发明的优点：本发明所述的纳米氧化铜可催化过氧化氢氧化鲁米诺，增强化学发光，增强倍数约为400，利用鲁米诺-过氧化氢-纳米氧化铜流动注射化学发光法可对葡萄糖含量进行测定，线性范围为5~60 umol/L。该技术利用纳米氧化铜催化过氧化氢产生羟自由基及超氧自由基，氧化鲁米诺产生化学发光，结合葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖过程，可实现葡萄糖含量的测定，该方法灵敏度高、重现性好、样品需求量少、检测速度快，可应用于血糖浓度的检测。

附图说明

图1为流动注射化学发光分析系统示意图。

图2为纳米氧化铜对鲁米诺-过氧化氢体系化学发光的增强作用图。

图3为鲁米诺溶液pH值对化学发光的影响图。

图4为鲁米诺溶液浓度对化学发光的影响图。

图5为过氧化氢溶液浓度对化学发光的影响图。

图6为纳米氧化铜溶液浓度对化学发光的影响图。

图7为鲁米诺-过氧化氢-纳米氧化铜体系测定葡萄糖的标准曲线图。

具体实施方式

实施例1：

流动注射化学发光分析系统如图1所示，首先2.0 mg/L的纳米氧化铜胶体溶液与1.0 mmol/L过氧化氢溶液分别经蠕动泵运输进入混合器混合，而后与0.5 mmol/L鲁米诺（pH 11.5）溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。空白对照试验中以蒸馏水代替纳米氧化铜胶体溶液。如图2所示，纳米氧化铜可显著增强鲁米诺化学发光信号，增强倍数约为400。

实施例2：

流动注射化学发光分析系统如图1所示，首先2.0 mg/L的纳米氧化铜胶体溶液与1.0 mmol/L过氧化氢溶液分别经蠕动泵运输进入混合器混合，而后与不同pH值（取10~13之间值）0.5 mmol/L鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。如图3所示，化学发光信号随着pH的增大而增大并在pH为11.5时达到峰值，继续增大pH值则发光信号减小。

实施例3：

流动注射化学发光分析系统如图1所示，首先2.0 mg/L的纳米氧化铜胶体溶液与1.0 mmol/L过氧化氢溶液分别经蠕动泵运输进入混合器混合，而后与不同浓度（取0.1~1.0 mmol/L之间值）鲁米诺溶液（pH 11.5）混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。如图4所示，化学发光信号随着鲁米诺浓度的增大而增大并在浓度为0.5 mmol/L时达到峰值，继续增大鲁米诺浓度则发光信号减小。

实施例4：

流动注射化学发光分析系统如图1所示，首先2.0 mg/L的纳米氧化铜胶体溶液与不同浓度（取0.1~2.0 mmol/L之间值）过氧化氢溶液分别经蠕动泵运输进入混合器混合，而后与0.5 mmol/L）鲁米诺溶液（pH 11.5）混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。如图5所示，化学发光信号随着过氧化氢浓度的增大而增大并在浓度为1.0 mmol/L时达到峰值，继续增大过氧化氢浓度则发光信号减小。

实施例5：

流动注射化学发光分析系统如图1所示，首先不同浓度（取0~10.0 mg/L之间值）的纳米氧化铜胶体溶液与1.0 mmol/L过氧化氢溶液分别经蠕动泵运输进入混合器混合，而后与0.5 mmol/L）鲁米诺溶液（pH 11.5）混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。如图6所示，化学发光信号随着纳米氧化铜浓度的增大而增大并在浓度为2.0 mg/L时达到峰值，继续增大纳米氧化铜浓度则发光信号减小。

实施例6：

在EP管中分别加入不同浓度的葡萄糖溶液250 μl、2 mg/ml葡萄糖氧化酶50 μl和10 mmol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 5.5) 200 μl，混合液37 ℃温浴30分钟，将反应液稀释100倍，经蠕动泵运输进入混合器与纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。以化学发光强度对不同浓度的葡萄糖作图得到标准曲线。如图7所示，化学发光信号与葡萄糖浓度在5~60 umol/L范围内呈线性关系。

实施例7：

在EP管中分别加入血清样品250 μl、2 mg/ml葡萄糖氧化酶50 μl和10 mmol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 5.5) 200 μl，混合液37 ℃温浴30分钟，将反应液稀释100倍，经蠕动泵运输进入混合器与纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。由葡萄糖标准曲线中计算出血糖浓度为5.08 mmol/L。此数值与葡萄糖氧化酶电极膜法测试得到的数据一致，由此可见本发明的方法可靠适用。

Claims

1.一种用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是首先纳米氧化铜胶体溶液与过氧化氢溶液分别通过蠕动泵运输进入混合器混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测；所述的纳米氧化铜胶体溶液由下述方法制得的：取硝酸铜溶液和冰醋酸加入到装有冷凝管的三颈瓶中，搅拌加热至沸腾，快速加入氢氧化钠溶液，加完后，继续搅拌后，得到黑色氧化铜沉淀，将反应得到的黑色氧化铜沉淀离心，用无水乙醇洗涤，减压干燥，即得纳米氧化铜粉体，将纳米氧化铜粉体分散于二次蒸馏水中得到棕色纳米氧化铜胶体溶液。

2.根据权利要求1所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是鲁米诺溶液pH值为11.5。

3.根据权利要求1或2所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是鲁米诺溶液浓度为0.5 mmol/L。

4.根据权利要求1或2所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是过氧化氢溶液浓度为1.0 mmol/L。

5.根据权利要求1或2所述的用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光的方法，其特征是纳米氧化铜溶液浓度为2.0 mg/L。

6.一种利用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光测定葡萄糖的方法，其特征是它由以下步骤组成：在EP管中分别加入葡萄糖氧化酶、磷酸盐缓冲溶液和不同浓度的葡萄糖溶液混合，混合液温浴后稀释，稀释液经蠕动泵运输进入混合器与纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合后进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测，以测定葡萄糖；所述的纳米氧化铜胶体溶液由下述方法制得的：取硝酸铜溶液和冰醋酸加入到装有冷凝管的三颈瓶中，搅拌加热至沸腾，快速加入氢氧化钠溶液，加完后，继续搅拌后，得到黑色氧化铜沉淀，将反应得到的黑色氧化铜沉淀离心，用无水乙醇洗涤，减压干燥，即得纳米氧化铜粉体，将纳米氧化铜粉体分散于二次蒸馏水中得到棕色纳米氧化铜胶体溶液。

7.根据权利要求6所述的利用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光测定葡萄糖的方法，其特征是所加入的不同浓度的葡萄糖溶液的体积为250 μl，上述每一浓度的葡萄糖溶液与浓度为2 mg/ml的葡萄糖氧化酶50 μl和浓度为10 mmol/L、pH为 5.5的磷酸盐缓冲溶液200 μl进行混合，所述混合液在37 ℃下温浴30分钟，将此反应液稀释100倍，经蠕动泵运输进入混合器与2.0 mg/L纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与0.5 mmol/L、 pH 为11.5的鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。

8.一种利用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光测定血糖的方法，其特征是它由以下步骤组成：在EP管中分别加入血清、葡萄糖氧化酶和磷酸盐缓冲溶液混合，混合液温浴后稀释，稀释液经蠕动泵运输进入混合器与纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与鲁米诺溶液混合，三者混合后进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测，以测定血糖浓度；所述的纳米氧化铜胶体溶液由下述方法制得的：取硝酸铜溶液和冰醋酸加入到装有冷凝管的三颈瓶中，搅拌加热至沸腾，快速加入氢氧化钠溶液，加完后，继续搅拌后，得到黑色氧化铜沉淀，将反应得到的黑色氧化铜沉淀离心，用无水乙醇洗涤，减压干燥，即得纳米氧化铜粉体，将纳米氧化铜粉体分散于二次蒸馏水中得到棕色纳米氧化铜胶体溶液。

9.根据权利要求8所述的利用纳米氧化铜增强鲁米诺化学发光测定血糖的方法，其特征是所加入的血清的体积为250 μl，其与浓度为2 mg/ml的葡萄糖氧化酶50 μl和浓度为10 mmol/L、pH为 5.5的磷酸盐缓冲溶液200 μl进行混合，所述混合液在37 ℃下温浴30分钟，将此反应液稀释100倍，经蠕动泵运输进入混合器与2.0 mg/L纳米氧化铜胶体溶液混合，而后与0.5 mmol/L、 pH 为11.5的鲁米诺溶液混合，三者混合进入流动池反应，产生的化学发光强度经光电倍增管检测。