CN104807790B - 血糖检测传感器及其制备方法和血糖的检测方法 - Google Patents

血糖检测传感器及其制备方法和血糖的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种血糖检测传感器及其制备方法和血糖的检测方法，所述血糖检测传感器包括锰掺杂的硫化锌量子点、油酸层、阳离子表面活性剂层和葡萄糖氧化酶层，所述硫化锌量子点由内向外依次包裹有油酸层、阳离子表面活性剂层和葡萄糖氧化酶层。该血糖检测传感器通过荧光比率法对血糖浓度进行高效的检测，同时检测过程中血糖检测传感器具有优异的灵敏度、抗干扰能力和稳定性。

Description

血糖检测传感器及其制备方法和血糖的检测方法
技术领域
本发明涉及无机纳米材料，具体地，涉及一种血糖检测传感器及其制备方法和血糖的检测方法。
背景技术
血糖在生物研究和疾病控制中占据着必不可少的地位，尤其是血糖的浓度。目前已经报道了许多用光学检测葡萄糖浓度的方法，而大都是利用单荧光团发射单峰的方法对血糖的浓度进行检测，但是这种方法容易收到仪器、环境、探针浓度等外界因素的干扰，故而使用两个荧光峰对血糖的浓度检测势在必行，其中主要为荧光比率法，即利用两个荧光发射峰强度的比值作为信号的输出。现有技术中一般通过利用两个荧光团去匹配光谱形成两个荧光发射峰，但是这样的方法中需要考虑不同的两个荧光团之间的光谱匹配以及表面共筑问题，而光谱匹配以及表面共筑问题往往是难以解决的问题，从而极大地降低了荧光比率法在血糖检测中的应用。
即时现有技术中有少数文献报道，存在单荧光团能够发射荧光双峰，如巯基丙酸包裹的锰掺杂硫化锌量子点能够产生荧光双峰，这是因为，锰掺杂硫化锌量子点有两个发射光谱带，分别是量子点表面缺陷发射(蓝带)和锰元素特征发射(红带)。但是巯基丙酸包裹的锰掺杂硫化锌量子点抗干扰和光稳定性均较差，从而难以适用于血清中葡萄糖检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种血糖检测传感器及其制备方法和该血糖检测传感器在血糖检测中的应用，该血糖检测传感器通过荧光比率法对血糖浓度进行高效的检测，同时检测过程中血糖检测传感器具有优异的灵敏度、抗干扰能力和稳定性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种血糖检测传感器，所述血糖检测传感器包括锰掺杂的硫化锌量子点、油酸层、阳离子表面活性剂层和葡萄糖氧化酶层，所述硫化锌量子点由内向外依次包裹有油酸层、阳离子表面活性剂层和葡萄糖氧化酶层。
本发明也提供了一种血糖检测传感器的制备方法，所述制备方法包括：
1)将油酸、油酸钠、乙醇和水的存在下，将可溶性锌盐、可溶性锰盐和可溶性硫化盐进行水热反应制得一级量子点；
2)在有机溶剂的存在以及避光条件下，将所述一级量子点与阳离子表面活性剂水溶液进行第一接触反应制成二级量子点；
3)在缓冲溶液的存在下，将所述二级量子点与葡萄糖氧化酶进行第二接触反应制得上述的血糖检测传感器。
本发明还提供了一种血糖的检测方法，所述检测方法包括：
a、将上述的血糖检测传感器或者上述的方法制备而成的血糖检测传感器溶于磷酸盐缓冲溶液中制成溶剂；
b、将不同浓度的葡萄糖标准溶液分别置于所述溶剂中并加水定容制成待测溶液进行接触反应，然后通过荧光光度法测定各待测溶液的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算所述两个荧光发射峰的荧光强度的比率I1；同时通过荧光光度法测定溶剂的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算所述两个荧光发射峰的荧光强度的比率I0；
c、以比率I1与比率I0的差值为纵坐标，葡萄糖标准溶液的浓度为横坐标建立荧光吸收光谱曲线的方程；
d、将血清溶于所述溶剂中形成待测血糖溶液，接着测定待测血糖溶液的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算荧光强度的比率，根据荧光吸收光谱曲线的方程计算血清中的血糖浓度。
通过上述技术方案，本发明提供的血糖检测传感器的制备方法(如图1所示，图1中ZnS:Mn QD表示锰掺杂的硫化锌量子点)具体为：首先制备油酸包裹的锰掺杂的硫化锌量子点(即一级量子点，该一级量子点虽然具有较好的稳定性和抗干扰能力，但是，为了实现在水相中检测葡萄糖的目的，我们做了如下的处理，一种即是现有技术中将一级量子点通过配体交换得到巯基丙酸包裹的锰掺杂硫化锌量子点，另一种是将一级量子点通过相转移的方式再包裹一层十六烷基三甲基溴化铵得到二级量子点。通过检测发现：巯基丙酸包裹的锰掺杂硫化锌量子点的抗干扰能力还是不理想的，通过对比实验可以得到这样简单的结论二级量子点的稳定性以及抗干扰能力都是优于上述巯基丙酸包裹的锰掺杂硫化锌量子点。且由于一级量子点的油酸层的羧基直接与锰掺杂的硫化锌量子点相接触，从而使得葡萄糖氧化酶难以包覆于油酸层上)，接着在一级量子点上进行包裹阳离子表面活性剂，从而形成了二级量子点，然后在二级量子点上继续包裹带负电荷的葡萄糖氧化酶(可与表面带正电荷二级量子点的进行静电吸附)，从而制得了目标产物即血糖检测传感器。该血糖检测传感器与葡萄糖发生特异性反应的机理如图2所示，即血糖检测传感器表面的葡萄糖氧化酶首先与葡萄糖发生酶解反应产生双氧水，双氧水则会渗过阳离子表面活性剂的分子层和油酸分子层，从而到达锰掺杂的硫化锌量子点的表面，由此可知该血糖检测传感器的油酸层和阳离子表面活性剂层均可以阻隔大分子物质对锰掺杂的硫化锌量子点的干扰，但是油酸层和阳离子表面活性剂层中均形成了小分子通道完全能够允许小分子物质(如双氧水和氧气)传递到锰掺杂的硫化锌量子点的表面，进而使得双氧水分别与正二价锰离子和负二价硫离子放生氧化还原反应。这两个氧化还原反应导致该血糖检测传感器发出的荧光具有两个荧光发射峰(波长分别为470nm和609nm，波长分别为470nm的峰是ZnS本身的表面缺陷发射形成的峰即蓝带峰，波长分别为609nm的峰为锰元素的特征发射峰即红带峰)，随着葡萄糖浓度的增加，荧光的第一个发射峰(波长为609nm)的荧光强度的猝灭程度很低，而第二个发射峰(波长为470nm)的荧光强度猝灭程度十分厉害，从而利用两个发射峰的不同淬灭强度建立荧光比率法的荧光吸收光谱曲线的方程，这样只要检测出血糖的荧光强度便可快捷地计算出血糖浓度。另外，本发明提供的血糖检测传感器具有优异的抗干扰能力和稳定性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明制备血糖检测传感器的方法的流程图；
图2是血糖检测传感器检测血糖的机理图；
图3是检测例1中一级量子点的放大一百万倍的扫描电镜图；
图4是检测例1中二级量子点的放大一百万倍的扫描电镜图；
图5是检测例1中一级量子点和二级量子点的荧光光谱谱图；
图6是检测例2中二级量子点的Zeta电位图；
图7是检测例2中血糖检测传感器A1电位图；
图8是检测例2中二级量子点以及血糖检测传感器A1的荧光光谱图；
图9是检测力3中巯基丙酸包裹的锰掺杂的硫化锌量子点对种氨基酸和蛋白质的检测结果的统计图；
图10是检测力3中血糖检测传感器A1对种氨基酸和蛋白质的检测结果的统计图；
图11是应用例1中血糖检测传感器A1对不同浓度的血糖的荧光光谱图；
图12是应用例1中血糖检测传感器A1对血糖的检测的荧光吸收光谱曲线的方程的示意图；
图13是检测例3中二级量子点对血糖的检测的荧光吸收光谱图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种血糖检测传感器，所述血糖检测传感器包括锰掺杂的硫化锌量子点、油酸层、阳离子表面活性剂层和葡萄糖氧化酶层，所述硫化锌量子点由内向外依次包裹有油酸层、阳离子表面活性剂层和葡萄糖氧化酶层；
在本发明中，阳离子表面活性剂层的具体成分可以是本领域中常规的阳离子表面活性剂中的任何一种或多种，但是为了提高血糖检测传感器抗干扰性和稳定性，优选地，所述阳离子表面活性剂层为十六烷基三甲基溴化铵层、十二烷基二甲基苄基氯化铵层或N,N-二乙基-(3，-甲氧基苯氧乙基)苄基氯化铵层。
本发明也提供了一种血糖检测传感器的制备方法，所述制备方法包括：
1)将油酸、油酸钠、乙醇和水的存在下，将可溶性锌盐、可溶性锰盐和可溶性硫化盐进行水热反应制得一级量子点；
2)在有机溶剂的存在以及避光条件下，将所述一级量子点与阳离子表面活性剂水溶液进行第一接触反应制成二级量子点；
3)在缓冲溶液的存在下，将所述二级量子点与葡萄糖氧化酶进行第二接触反应制得上述的血糖检测传感器。
在本发明中，可溶性硫化盐的具体种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域中任何一种可溶性的硫化盐，但是为了提高血糖检测传感器抗干扰性和稳定性，优选地，在步骤1)中，所述可溶性硫化盐选自硫化钠、硫化钾和硫化铵中的一种或者多种。
在本发明中，可溶性锌盐的具体种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域中任何一种可溶性锌盐，但是为了提高血糖检测传感器抗干扰性和稳定性，优选地，所述可溶性锌盐为醋酸锌、氯化锌和硫酸锌中的一种或者多种。
在本发明中，可溶性锰盐的具体种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域中任何一种可溶性锌盐，但是为了提高血糖检测传感器抗干扰性和稳定性，优选地，可溶性锰盐为醋酸锰、氯化锰和硫酸锰中的一种或者多种。
在本发明中，水热反应的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高反应速率和反应产率，优选地，在步骤1)中，所述水热反应满足以下条件：反应温度为140-200℃，反应时间为6-12h。
在本发明中，水热反应的各原料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了提高反应产率，优选地，相对于1mg可溶性锌盐，所述油酸钠的用量为8-15mg，所述乙醇的用量为120-200mg，所述水的用量为35-60mg，所述油酸的用量为50-90mg，所述可溶性锰盐的用量为0.0080-0.015mg，所述可溶性硫化盐的用量为0.5-0.9mg。
在本发明中，阳离子表面活性剂的具体种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域中任何一种阳离子表面活性剂，但是为了提高血糖检测传感器抗干扰性和稳定性，优选地，在步骤2)中，所述阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵层和N,N-二乙基-(3，-甲氧基苯氧乙基)苄基氯化铵中的一种或者多种。
在本发明中，有机溶剂的具体种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域中任何一种有机溶剂，但是为了提高一级量子点的溶解度进而提高反应速率，优选地，所述有机溶剂选自氯仿、己烷和环己烷中的一种或者多种。
在本发明中，第一接触反应的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高反应速率和反应产率，优选地，在步骤2)中，所述第一接触反应满足以下条件：反应温度为35-80℃，反应时间为5-15h。
在本发明中，第一接触反应的各原料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了提高反应产率，优选地，相对于1mg所述一级量子点，所述阳离子表面活性剂水溶液的用量为0.05-0.4mg且所述阳离子表面活性剂水溶液中阳离子表面活性剂的含量为0.0002-0.002重量％。
在本发明中，缓冲溶液的pH可以在宽的范围内选择，但是为了提高反应产率，优选地，在步骤3)中，所述缓冲溶液的pH为6-8。
在本发明中，缓冲溶液的具体种类可以在宽的范围内选择，但是从成本上以及环保角度考虑，优选地，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液、碳酸缓冲溶液和硼酸缓冲溶液中的一种或者多种。
在本发明中，第二接触反应的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高反应速率和反应产率，优选地，在步骤3)中，所述第二接触反应满足以下条件：反应温度为20-40℃，反应时间为2-15min。
在本发明中，第二接触反应的各原料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了提高反应产率，优选地，相对于1mg所述二级量子点，所述葡萄糖氧化酶的用量为0.1-1mg，所述缓冲溶液的用量为2-6mg。
本发明还提供了一种血糖的检测方法，所述检测方法包括：
a、将上述的血糖检测传感器或者上述的方法制备而成的血糖检测传感器溶于磷酸盐缓冲溶液中制成溶剂；
b、将不同浓度的葡萄糖标准溶液分别置于所述溶剂中并加水定容制成待测溶液进行接触反应，然后通过荧光光度法测定各待测溶液的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算所述两个荧光发射峰的荧光强度的比率I1；同时通过荧光光度法测定溶剂的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算所述两个荧光发射峰的荧光强度的比率I0；
c、以比率I1与比率I0的差值为纵坐标，葡萄糖标准溶液的浓度为横坐标建立荧光吸收光谱曲线的方程；
d、将血清溶于所述溶剂中形成待测血糖溶液，接着测定待测血糖溶液的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算荧光强度的比率，根据荧光吸收光谱曲线的方程计算血清中的血糖浓度。
在发明提供的检测方法中，溶剂中的各物质的用量可以在宽的范围内选择，但是为了提高血糖浓度的检测结果的准确性，优选地，在步骤a中，相对于1mg血糖检测传感器，所述磷酸盐缓冲溶液的用量为2-6mg且pH为5-8。
在发明提供的检测方法中，接触反应的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高血糖浓度的检测结果的准确性，优选地，在步骤b中，所述接触反应的反应条件符合以下条件：反应温度为20-40℃，反应时间为15-30min。
在发明提供的检测方法中，为了防止大分子(如蛋白质)对血糖的检测干扰，优选地，所述血清通过血浆超滤离心，然后稀释20-1000倍制得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，透视电镜图参数通过Tecnai T20and F20(FEI)测得，荧光光谱图参数通过F-4600测得，Zeta电位图参数通过Zetasizer Nano ZS series,Malvern Instruments测得；葡萄糖氧化酶为上海经科宏达公司的市售品，十六烷基三甲基溴化铵为上海凌峰公司的市售品，其他的药品和试剂为常规的市售品。
实施例1
1)根据Synthesis and characterization of Mn doped ZnS d-dots withcontrollable dual-color emissions的文献的报道：在190℃下，将8.45g油酸和1.2175g油酸钠、17g入乙醇和5g水混合形成淡黄色澄清溶液，再加入0.1095g醋酸锌和0.004g醋酸锰并搅拌5min，最后加入0.781g硫化钠并搅拌10min，将溶液转移至聚四氟乙烯高压釜中，加热至140-20℃反应8h。然后将高压釜冷却至25℃后，将所得的溶液离心并洗涤沉淀制得0.0986g一级量子点。
2)在38℃下，将5mg一级量子点溶解在1mL氯仿中，加入2.5×10-6mol/L十六烷基三甲基溴化铵水溶液20mL,并避光搅拌15h,最后蒸干氯仿，得到6.2755mg二级量子点；
3)在25℃下，将上述1.5689mg二级量子点和0.9115mg葡萄糖氧化酶加入至pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液搅拌并反应3min制得1.8562g血糖检测传感器A1。
实施例2
按照实施例1的方法进行制得血糖检测传感器A2，所不同的是醋酸锰为0.0080g。
实施例3
按照实施例1的方法进行制得血糖检测传感器A3，所不同的是醋酸锰为0.0008g。
实施例4
按照实施例1的方法进行制得血糖检测传感器A4，所不同的是油酸为0.8556g。
实施例5
按照实施例1的方法进行制得血糖检测传感器A5，所不同的是油酸为0.6284g。
实施例6
按照实施例1的方法进行制得血糖检测传感器A6，所不同的是十六烷基三甲基溴化铵为0.3mg。
实施例7
按照实施例1的方法进行制得血糖检测传感器A7，所不同的是十六烷基三甲基溴化铵为0.001mg。
实施例8
按照实施例1的方法进行制得血糖检测传感器A8，所不同的是葡萄糖氧化酶为0.7292mg。
实施例9
按照实施例1的方法进行制得血糖检测传感器A9，所不同的是葡萄糖氧化酶为0.0729g。
对比例1
巯基丙酸包裹的锰掺杂的硫化锌量子点的制备：
1)按照实施例1的步骤1)合成级量子点即油酸包裹的锰掺杂硫化锌量子点。
2)将一级量子点溶解在环己烷(氯仿，己烷也可以)中，然后加入巯基丙酸(其中，相对1mg一级量子点，加入24.46mg巯基丙酸)，振荡或者搅拌或者涡旋20min，反应结束后，反应体系的下层出现白色沉淀即为巯基丙酸包裹的锰掺杂硫化锌量子点。再用放入离心机中(转速为5000rpm/10min)，然后用移液器将上层取走，加入10g氢氧化钠溶液(氢氧化钠的质量百分数为0.4％)。最后通过振荡或者搅拌或者涡旋将底下的量子点溶解，即得到了巯基丙酸包裹的锰掺杂的硫化锌量子点。
检测例1
通过扫描电镜对实施例1中的一级量子点(油相量子点)和二级量子点(水相量子点)的形貌进行检测以及荧光发射强度的检测，一级量子点的扫描电镜图见图3，二级量子点的扫描电镜图见图4，荧光光谱谱图见图5。由图3、图4和图5可知，十六烷基三甲基溴化铵作为相转移剂，成功地将锰掺杂的硫化锌量子点从油相中转移至水相中使得一级量子点的表面再包裹一层十六烷基三甲基溴化铵层。但是需要注意的是，图4中的二级量子点的尺寸看着要比一级量子点的尺寸要小，这与实际不符，这是由于二级量子点表面包裹有大量的有机物，从而导致电子束无法聚焦，进而使得二级量子点的尺寸看着比实际小。图5可以进一步说明油相量子点被转移至水相中，是因为在做想转换过程中上层水溶液中也检测到荧光，同时发现加入的十六烷基三甲基溴化铵可以在一定程度的调节其荧光比率(从图5中可以看出)，从而制备出荧光比率为1:1的单分散的水相量子点。
检测例2
通过动态光散射仪对实施例1中的二级量子点以及血糖检测传感器A1进行纳米粒子表面电位的检测，二级量子点的Zeta电位图见图6，血糖检测传感器A1的Zeta电位图见图7。由图6和图7可知，二级量子点的表面带正电荷，但是二级量子点的表面包裹有葡萄糖氧化酶后Zeta电位发生了变化即电位由正转负，从而有力地证明了葡萄糖氧化酶包裹在二级量子点的表面。
通过荧光光度分度计对实施例1中的二级量子点以及血糖检测传感器A1进行荧光光谱检测，结果见图8，由图8可知，葡萄糖氧化酶的加入并不影响量子点的荧光的发射。
检测例3
取一些列的比色皿，在25℃下，分别加入20μL巯基丙酸包裹的锰掺杂的硫化锌量子点和50μL的0.01M的磷酸盐缓冲溶液(pH为7.4)制成溶剂，接着分别加入正常人血清稀释50倍之后量的葡萄糖、色氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、脯氨酸、谷胱甘肽、组氨酸、抗坏血酸、氨基戊二酸、谷氨酸、苏氨酸、精氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、多巴胺、尿酸和上述混合，然后加水定容至2mL，放置20min后检测荧光强度(以溶剂为空白对照组)，荧光光谱图见图11，图中I470为第二个发射峰(波长分比为470nm)的荧光强度，I609为第一个发射峰(波长分比为609nm)的荧光强度，(I470/I609)0为空白对照组的I470与I609的比值。通过荧光光度分度计对进行检测，处理数据可见检测结果为图9，由图9可知，巯基丙酸包裹的锰掺杂的硫化锌量子点对于上述的各种氨基酸和蛋白质的响应的信号的强度相差不大，从而导致巯基丙酸包裹的锰掺杂的硫化锌量子点无法对血糖进行选择性的检测。
取一些列的比色皿，在25℃下，分别加入血糖检测传感器A1和50μL的0.01M的磷酸盐缓冲溶液(pH为7.4)制成溶剂，接着分别加入正常人血清稀释50倍之后量的葡萄糖、色氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、脯氨酸、谷胱甘肽、组氨酸、抗坏血酸、氨基戊二酸、谷氨酸、苏氨酸、精氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、多巴胺、尿酸和上述混合，然后加水定容至2mL，放置20min后检测荧光强度(以溶剂为空白对照组)，荧光光谱图见图10，图中I475为第二个发射峰(波长分比为475nm)的荧光强度，I609为第一个发射峰(波长分比为609nm)的荧光强度，(I475/I609)0为空白对照组的I475与I609的比值。由图10可知，血糖检测传感器A1能够血糖进行选择性的检测，而其他的各种氨基酸和蛋白质对血糖检测传感器A1干扰很小。通过同样的方法，血糖检测传感器A2-A9对血糖的检测也具有优异的抗干扰性和稳定性。
同样地通过上述的步骤，检测一级量子点对血糖的选择性，但是一级量子点为油溶性，检测不出水溶性的血糖。
通过上述同样的步骤检测二级量子点对血糖的选择性，结果为图13，前后峰基本上不变化。
应用例1
1)荧光吸收光谱曲线的绘制：
取一些列的比色皿，分别加入20μL血糖检测传感器A1和50μL的0.01M的磷酸盐缓冲溶液制成溶剂，接着加入不同量的葡萄糖水溶液，然后加水定容至2mL，放置20min后检测荧光强度(以溶剂为空白对照组)，荧光光谱图见图11(图11中由上而下的曲线分别代表葡萄糖浓度为0μM、0.1μM、1μM、10μM、20μM、50μM、100μM、200μM和800μM溶液的的荧光强度对波长的统计图)。
2)荧光吸收光谱曲线的方程：根据图11绘制荧光吸收光谱曲线的方程(如图12所示)，以(I470/I609)-(I470/I609)0为纵坐标，葡萄糖的浓度为横坐标(c)，其中I470为第二个发射峰(波长分比为470nm)的荧光强度，I609为第一个发射峰(波长分比为609nm)的荧光强度，(I470/I609)0为空白对照组的I470与I609的比值；得到(I470/I609)-(I470/I609)0＝0.25976c-0.92868；
3)将血浆超滤管离心，接着稀释50倍制得血清，然后加入至溶剂中进行荧光光谱检测，然后通过上述方程计算得知血糖的浓度，检测的结果见表1。
表1
由上表可知，本发明提供的血糖检测传感器A1对于血糖的检测具有优异的灵敏度，从而保证了检测到的血糖的浓度的准确性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (16)

1.一种血糖检测传感器，其特征在于，所述血糖检测传感器由锰掺杂的硫化锌量子点、油酸层、阳离子表面活性剂层和葡萄糖氧化酶层组成，所述硫化锌量子点由内向外依次包裹有油酸层、阳离子表面活性剂层和葡萄糖氧化酶层；所述阳离子表面活性剂层为十六烷基三甲基溴化铵层、十二烷基二甲基苄基氯化铵层或N,N-二乙基-(3，-甲氧基苯氧乙基)苄基氯化铵层。
2.一种血糖检测传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法由以下步骤组成：
1)将油酸、油酸钠、乙醇和水的存在下，将可溶性锌盐、可溶性锰盐和可溶性硫化盐进行水热反应制得一级量子点；
2)在有机溶剂的存在以及避光条件下，将所述一级量子点与阳离子表面活性剂水溶液进行第一接触反应制成二级量子点；
3)在缓冲溶液的存在下，将所述二级量子点与葡萄糖氧化酶进行第二接触反应制得如权利要求1所述的血糖检测传感器；
其中，相对于1mg可溶性锌盐，所述油酸钠的用量为8-15mg，所述乙醇的用量为120-200mg，所述水的用量为35-60mg，所述油酸的用量为50-90mg，所述可溶性锰盐的用量为0.0080-0.015mg，所述可溶性硫化盐的用量为0.5-0.9mg；相对于1mg所述一级量子点，所述阳离子表面活性剂水溶液的用量为0.05-0.4mg且所述阳离子表面活性剂水溶液中阳离子表面活性剂的含量为0.0002-0.002重量％；相对于1mg所述二级量子点，所述葡萄糖氧化酶的用量为0.1-1mg，所述缓冲溶液的用量为2-6mg。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述可溶性硫化盐选自硫化钠、硫化钾和硫化铵中的一种或者多种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述可溶性锌盐为醋酸锌、氯化锌和硫酸锌中的一种或者多种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，可溶性锰盐为醋酸锰、氯化锰和硫酸锰中的一种或者多种。
6.根据权利要求2-5中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述水热反应满足以下条件：反应温度为140-200℃，反应时间为6-12h。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，在步骤2)中，所述阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵和N,N-二乙基-(3’-甲氧基苯氧乙基)苄基氯化铵中的一种或者多种。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述有机溶剂选自氯仿、己烷和环己烷中的一种或者多种。
9.据权利要求6所述的制备方法，其中，在步骤2)中，所述第一接触反应满足以下条件：反应温度为35-80℃，反应时间为5-15h。
10.据权利要求7-9中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述缓冲溶液的pH为6-8。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液、碳酸缓冲溶液和硼酸缓冲溶液中的一种或者多种。
12.据权利要求10所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述第二接触反应满足以下条件：反应温度为20-40℃，反应时间为2-15min。
13.一种血糖的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
a、将权利要求1所述的血糖检测传感器或者权利要求2-12中任意一项所述的方法制备而成的血糖检测传感器溶于磷酸盐缓冲溶液中制成溶剂；
b、将不同浓度的葡萄糖标准溶液分别置于所述溶剂中并加水定容制成待测溶液进行接触反应，然后通过荧光光度法测定各待测溶液的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算所述两个荧光发射峰的荧光强度的比率I1；同时通过荧光光度法测定溶剂的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算所述两个荧光发射峰的荧光强度的比率I0；
c、以比率I1与比率I0的差值为纵坐标，葡萄糖标准溶液的浓度为横坐标建立荧光吸收光谱曲线的方程；
d、将血清溶于所述溶剂中形成待测血糖溶液，接着测定待测血糖溶液的荧光强度以得到两个荧光发射峰并计算荧光强度的比率，根据荧光吸收光谱曲线的方程计算血清中的血糖浓度。
14.根据权利要求13所述的血糖的检测方法，其中，在步骤a中，相对于1mg血糖检测传感器，所述磷酸盐缓冲溶液的用量为2-6mg且pH为5-8。
15.根据权利要求13所述的血糖的检测方法，其中，在步骤b中，所述接触反应的反应条件符合以下条件：反应温度为20-40℃，反应时间为15-30min。
16.根据权利要求13-15中任意一项所述的血糖的检测方法，其中，所述血清通过血浆超滤离心，然后稀释20-1000倍制得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109100340B (zh) * 2018-08-23 2020-10-16 浙江理工大学 一种硫化镉量子点修饰的可植入传感器的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101942299A (zh) * 2010-09-26 2011-01-12 东华大学 一种油水界面法合成掺杂ZnS纳米发光材料的方法
CN104237182A (zh) * 2014-09-05 2014-12-24 江苏大学 一种Mn掺杂的ZnS量子点印迹传感器的制备方法和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101942299A (zh) * 2010-09-26 2011-01-12 东华大学 一种油水界面法合成掺杂ZnS纳米发光材料的方法
CN104237182A (zh) * 2014-09-05 2014-12-24 江苏大学 一种Mn掺杂的ZnS量子点印迹传感器的制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Conjugation of Glucose Oxidase onto Mn-Doped ZnS Quantum Dots for Phosphorescent Sensing of Glucose in Biological Fluids;Peng Wu et.al;《Analytical Chemistry》;20100215;第82卷(第4期);第1427-1433页 *
Wavelength-ratiometric probes for saccharides based on donor-acceptor diphenylpolyenes;Nicolas Di Cesareer et.al;《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》;20011231;第143卷(第1期);第39-47页 *
纳米硫化锌表面修饰及性能研究;梁新惠;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20090315(第3期);摘要、第18-21、25-32页 *

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