CN104849243A

CN104849243A - 一种以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法

Info

Publication number: CN104849243A
Application number: CN201510273998.7A
Authority: CN
Inventors: 肖琦; 黄珊; 卢双燕
Original assignee: Guangxi Teachers College
Current assignee: Guangxi Teachers College
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2015-08-19

Abstract

本发明提供一种以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，向多份血红蛋白标准溶液和待测溶液中分别加入碳点，分别检测各血红蛋白标准溶液和待测溶液的共振光散射强度，建立各标准溶液的共振光散射强度与血红蛋白浓度为零的空白碳点溶液的共振光散射强度的差值和血红蛋白的浓度间的线性关系，根据该线性关系计算待测溶液中血红蛋白的浓度。本发明操作简单、检测快速，能进行溶液中血红蛋白的高灵敏识别。

Description

一种以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法

技术领域

本发明涉及血红蛋白的检测，具体涉及一种以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法。

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。本文通过微波法合成了水溶性的碳量子点，该碳量子点可以与血红蛋白结合，从而实现对血红蛋白含量的测定。

近年来，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，将碳点探针用于血红蛋白检测的相关报道仍未见。

光散射现象广泛存在于光与粒子的作用过程中，是指当光通过介质时在入射光方向以外的各个方向上所观察到的光现象。它源于光电磁波的电场振动而导致的分子中电子产生的受迫振动所形成的偶极振子。根据电磁理论，振动着的偶极振子是一个二次波源，它向各个方向发射的电磁波就是散射波。光散射与介质的不均匀性有关，除了真空之外的其它所有介质都有一定程度的不均匀性，从而产生散射光。如今，共振光散射技术逐步发展成为一门新的分析技术。该技术具有简便、快速，灵敏度高，仪器操作方便等优点。近年来已被成功应用于核酸、蛋白质、无机离子、免疫和药物等的分析测定。

针对以上问题，我们研究了一种利用碳点探针共振散射光检测血红蛋白的方法，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。

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以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，操作简单、检测快速，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提供碳点的制备方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，向多份血红蛋白标准溶液和待测溶液中分别加入碳点，分别检测各血红蛋白标准溶液和待测溶液的共振光散射强度，建立各标准溶液的共振光散射强度与血红蛋白浓度为零的标准溶液的共振光散射强度的差值和血红蛋白的浓度间的线性关系，根据该线性关系计算待测溶液中血红蛋白的浓度。

优选的是，所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，具体包括以下步骤：

步骤1、配制多份不同浓度的血红蛋白溶液，向各份血红蛋白溶液中分别添加碳点，并使各份血红蛋白溶液中的碳点的浓度相同，得到多份不同浓度的血红蛋白的标准溶液，分别检测各份标准溶液的共振光散射强度，得到各份标准溶液的共振光散射光谱图；

步骤2、以每份标准溶液的共振光散射光谱图中所选定波长对应的共振光散射强度与血红蛋白浓度为零的标准溶液的共振光散射光谱图中所选定波长对应的共振光散射强度的差值为纵坐标，以每份标准溶液中血红蛋白的浓度为横坐标，绘制标准曲线并计算线性关系；

步骤3、向待测溶液中加入碳点，使得待测溶液中的碳点的浓度与各份标准溶液中碳点的浓度相同，并按照步骤2的方法得到待测溶液对应的共振光散射光谱图，将该共振光散射光谱图中所选定波长对应的共振光散射强度与血红蛋白浓度为零的标准溶液的共振光散射光谱图中所选定波长对应的共振光散射强度的差值代入到步骤3得到的线性关系中，即可得到待检测溶液中血红蛋白的浓度。

优选的是，所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，所述碳点的制备方法：

步骤1.1、将分子量为1500的聚乙二醇和甘油搅拌后置于微波反应器中，设定微波反应器的温度为140℃，反应时间为15min；

步骤1.2、将步骤1.1中的样品冷却到50℃时加入丝氨酸，继续升温至180℃微波反应10min；

步骤1.3、将步骤1.2中制得的样品注入分子量为1000的透析袋中透析24小时，保留透析袋外的液体，得透析液；

步骤1.4、将所述透析液在60℃恒温的条件下旋转蒸发一个小时，得碳点；

其中，每1g分子量为1500的聚乙二醇需要甘油的量为15ml，需要丝氨酸的量为1g。

优选的是，所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，各份标准溶液中碳点的浓度为10.7mg/ml，血红蛋白待测溶液中碳点的浓度也为10.7mg/ml。

优选的是，所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，所述步骤1中，各份标准溶液中血红蛋白的浓度依次为0、5×10^-8mol/L、1×10^-7mol/L、5×10^-7mol/L、1×10^-6mol/L、2×10^-6mol/L。

优选的是，所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，所述步骤2中，共振光散射法检测的激发波长和发射波长均为300nm。

优选的是，所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，在所述的步骤2中，当血红蛋白溶液中添加碳点后，需静置3min。

优选的是，所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，所述的所选定波长为550nm。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明提供的碳点探针细胞毒性低、生物相容性好。

2、本发明利用碳点探针和共振光散射法检测血红蛋白，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的快速、灵敏检测，检出限可达到1.3×10^-9mol/L。

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的各标准溶液的共振光散射光谱图；

图2为本发明的一个实施例的标准曲线。

具体实施方式

下面结合附图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。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

一种以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，向多份血红蛋白标准溶液和待测溶液中分别加入碳点，分别检测各血红蛋白标准溶液和待测溶液的共振光散射强度，建立各标准溶液的共振光散射强度与血红蛋白浓度为零的标准溶液的共振光散射强度的差值和血红蛋白的浓度间的线性关系，根据该线性关系计算待测溶液中血红蛋白的浓度。

所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，具体包括以下步骤：

步骤2、以每份标准溶液的共振光散射光谱图中选定波长对应的共振光散射强度与血红蛋白浓度为零的标准溶液的共振光散射光谱图中选定波长对应的共振光散射强度的差值为纵坐标，以每份标准溶液中血红蛋白的浓度为横坐标，绘制标准曲线并计算线性关系；

所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，所述碳点的制备方法：

其中，每1g分子量为1500的聚乙二醇需要甘油的量为15ml，需要丝氨酸的量为1g。该方法制备的碳点适于血红蛋白浓度检测，检测精度最高。

所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，各份标准溶液中碳点的浓度为10.7mg/ml，血红蛋白待测溶液中碳点的浓度也为10.7mg/ml。碳点在该浓度下，血红蛋白的检测精度最高。

所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，所述步骤1中，各份标准溶液中血红蛋白的浓度依次为0、5×10^-8mol/L、1×10^-7mol/L、5×10^-7mol/L、1×10^-6mol/L、2×10^-6mol/L。

所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，所述步骤2中，共振光散射法检测的激发波长和发射波长均为300nm。300nm为最佳激发波长，在此波长下，共振光散射强度最高。

所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，在所述的步骤2中，当血红蛋白溶液中添加碳点后，需静置3min。静置3min能使碳点与血红蛋白充分反应，提高检测精确度。

所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，所述的所选定波长为550nm。在该波长下，随着标准溶液中血红蛋白浓度的增加，共振光散射强度变化最大，因此选用该波长检测待测溶液中血红蛋白的浓度精度最高。

实施例2

制备碳点：将1.0g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，将温度设定在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1000的透析袋中透析24小时后进行蒸发浓缩，300ml的透析液在60℃恒温的条件下旋转蒸发一个小时，最后得到260ml样品。

配置不同浓度的血红蛋白溶液，其中标准溶液中血红蛋白的浓度依次为0mol/L、5×10^-8mol/L、1×10^-7mol/L、5×10^-7mol/L、1×10^-6mol/L、2×10^-6mol/L向其中各份中分别加入碳点，并使碳点的浓度为10.7mg/ml的，静置3min，在激发波长与发射波长均为300nm情况下检测300-600nm的共振散射光光谱，依次得共振散射光光谱图a，b，c，d，e和f，如图1所示。

以每份标准溶液的共振光散射光谱图中550nm波长对应的共振光散射强度与血红蛋白浓度为0mol/L的标准溶液的共振光散射光谱图中550nm波长对应的共振光散射强度的差值为纵坐标，以每份标准溶液中血红蛋白的浓度为横坐标，绘制标准曲线并计算线性关系，如图2所示；

向待测溶液中加入碳点，使得待测溶液中的碳点的浓度也为10.7mg/ml，并用同样的方法得到待测溶液的共振光散射光谱图，将该共振光散射光谱图中550nm波长对应的共振光散射强度与血红蛋白浓度为0mol/L的标准溶液的共振光散射光谱图中550nm波长对应的共振光散射强度的差值代入到得到的线性关系中，即代入图2的标准曲线中，即可得到待检测溶液中血红蛋白的浓度。

从共振散射光光谱图可得知碳点的共振散射光信号强度随血红蛋白溶液的浓度增加而增强，且碳点共振散射光信号强度随血红蛋白溶液的浓度有良好的线性关系，R²＝0.998。

利用碳点作为探针，通过碳点的共振散射光强度随血红蛋白溶液的浓度的增加而增强的特性，进行高灵敏检测，碳点的共振散射光强度变化值与血红蛋白浓度呈良好的线性关系，相关系数为0.998。本发明方法操作简单、检测快速、灵敏度高且选择性好，可对混合样品中血红蛋白进行在线原位快速灵敏检测。

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

1.一种以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，其特征在于，

向多份血红蛋白标准溶液和待测溶液中分别加入碳点，分别检测各血红蛋白标准溶液和待测溶液的共振光散射强度，建立各标准溶液的共振光散射强度与血红蛋白浓度为零的标准溶液的共振光散射强度的差值和血红蛋白的浓度间的线性关系，根据该线性关系计算待测溶液中血红蛋白的浓度。

2.如权利要求1所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，其特征在于，所述碳点的制备方法：

4.如权利要求2所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，其特征在于，各份标准溶液中碳点的浓度为10.7mg/ml，血红蛋白待测溶液中碳点的浓度也为10.7mg/ml。

5.如权利要求2所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，其特征在于，所述步骤1中，各份标准溶液中血红蛋白的浓度依次为0、5×10^-8mol/L、1×10^-7mol/L、5×10^-7mol/L、1×10^-6mol/L、2×10^-6mol/L。

6.如权利要求2所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，其特征在于，所述步骤2中，共振光散射法检测的激发波长和发射波长均为300nm。

7.如权利要求2所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，其特征在于，在所述的步骤2中，当血红蛋白溶液中添加碳点后，需静置3min。

8.如权利要求2所述的以碳点为探针运用共振光散射法检测血红蛋白的方法，其特征在于，所述的所选定波长为550nm。