CN105987893A - 一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法，其步骤：(1)称取一定量的氯化血红素，用NaOH溶液溶解，再用PBS溶液稀释，制成血红素母液A和空白血红素母液A0；(2)将石墨烯量子点(GQDs)用PBS溶液稀释，得到石墨烯量子点(GQDs)检测剂B；(3)吸取4.0 ml血红素母液A，再加入4.0 ml检测剂溶液B液，配成血红素质量浓度为0‑10 mg/L的样品溶液C和空白样品溶液C0；(4)将样品溶液C震荡30s，静置后样品液C注入荧光比色皿中，以波长为368nm激发光照射样品溶液C，得到样品溶液C的荧光强度F和空白样品溶液C0的荧光强度F0；(5)设定荧光强度淬灭值为△F，△F=F0‑F，得到待测溶液中血红素的质量浓度ρ（mg/L）。该方法操作简便，检测灵敏度高，检测限低，稳定性好。

Description

一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法
技术领域
本发明涉及一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法，属于生物化学及纳米技术领域。
背景技术
血红素(hemin)是重要的金属卟啉配合物，作为一种优良的天然色素、铁强化剂及抗贫血药，在治疗缺铁性贫血方面的具有显著疗效，被广泛应用于食品工业、医药保健领域。在血红素的工业化生产中需要检测其含量来控制产品质量，关于血红素检测分析方法已逐渐受到研究者们的重视。目前，国内一般采用传统的比色法，因为此方法可实施性强、较易实现，但是具有操作步骤复杂、操作误差较大、测定结果准确度低等缺点。近几年也有报道采用高效液相色谱法测定血红素含量，该方法操作简单、测定结果准确率高，但是该方法所用仪器成本高昂，普适性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法。
本发明具有以下的特征过程和步骤：
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1).称取一定量的氯化血红素，用0.01mol/L的NaOH溶液溶解，存于1L的容量瓶中；
将上述氯化血红素溶液按照一定的比例用0.01M的PBS溶液稀释，稀释为0-20mg/L的氯化血红素溶液，移入1L的容量瓶中并定容，制成血红素母液A，其中，质量浓度为0mg/L的血红素母液，记为空白血红素母液A0；
(2).将石墨烯量子点(GQDs)用0.01M的PBS溶液进行稀释，得到20mg/L的石墨烯量子点(GQDs)检测剂B；
(3).在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步骤（1）中得到的血红素母液A，再加入4.0 ml上述步骤（2）中得到的石墨烯量子点(GQDs)检测剂溶液B液，配置成血红素质量浓度为0-10 mg/L的样品溶液C；在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步骤（1）中得到的空白血红素母液A0液，再加入4.0 ml上述步骤（2）中得到的石墨烯量子点(GQDs)检测剂溶液B液，配置成血红素质量浓度为0mg/L的空白母液A0所对应的空白样品溶液C0；
(4).将上述步骤(3)中所述的样品溶液C液震荡30s，静置10min；再用移液枪吸取2.0ml静置后样品液C注入荧光比色皿中，在荧光光谱仪中以波长为368nm的氙灯光源激发光照射上述比色皿中的样品溶液C，得到样品溶液C在380-650nm波长处的荧光强度，其中，将470nm波长处的荧光强度记为F；将上述步骤(3)中所述的空白样品溶液C0液震荡30s，静置10min；再用移液枪吸取2.0ml静置后空白样品液C0，将其注入荧光比色皿中，在荧光光谱仪中以波长为368nm的氙灯光源激发光照射上述比色皿中的空白样品溶液C0，得到空白样品溶液C0在380-650nm波长处的荧光强度，其中，将470nm波长处的荧光强度记为F0；
(5).设定470nm处样品液C的荧光强度淬灭值为△F，其表达式为：
△F=F0-F
根据所述样品液C在470nm处荧光强度F的淬灭值△F的对应关系，进而得到与其对应的待测溶液中血红素的质量浓度ρ（mg/L）。
本发明方法与现有技术相比具有的优点和特点如下：
本发明的方法通过利用石墨烯量子点对血红素进行荧光检测，操作简便，检测灵敏度高，检测限低，稳定性好，还具有环保无毒、废液易处理的特点。
附图说明
图1为本发明实施例1中利用石墨烯量子点荧光检测不同浓度的血红素时所得到的荧光光谱图，图中，石墨烯量子点的浓度固定为20 mg/L，血红素的浓度依次为0 mg/L，0.1 mg/L，0.5 mg/L，1 mg/L，3 mg/L，5 mg/L，7mg/L；横坐标为扫描波长，纵坐标为不同浓度的血红素下石墨烯量子点的荧光强度；
图2为本发明实施例1中利用石墨烯量子点荧光检测不同浓度的血红素时所得到的荧光淬灭值△F与血红素浓度ρ（mg/L）的线性关系图，图中，石墨烯量子点的浓度固定为20 mg/L，血红素的浓度依次为0 mg/L，0.1 mg/L，0.5 mg/L，1 mg/L，3 mg/L，5 mg/L，7mg/L；△F为荧光强度的淬灭值，△F= F0-F，F0为血红素浓度为0 mg/L的荧光强度，F为不同浓度的血红素下石墨烯量子点的荧光强度；
图3为本发明实施例2中利用石墨烯量子点荧光检测单一血红素样品和添加混合物的血红素样品的对比效果图，图中，横坐标分别为20.9 mg/L L-精氨酸、22.0 mg/L L-赖氨酸、39.5 mg/L葡萄糖、45.3 mg/L蔗糖、44.0 mg/L维生素C、37.7 mg/L淀粉、5 mg/L的血红素及含有全部上述物质的混合样品；其中，F0为各物质浓度均为0 mg/L时石墨烯量子点的荧光强度，F为不同浓度成分下石墨烯量子点的荧光强度，F/F0为荧光强度相对差，以百分数表示。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1：
一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法，具体实施包括如下步骤：
(1).称取0.1g的氯化血红素，用0.01mol/L的NaOH溶液溶解，存于1L的容量瓶中待用；将上述氯化血红素母液用0.01M的PBS溶液进行稀释，分别稀释成浓度依为0mg/L、0.2mg/L、1mg/L、2mg/L、6mg/L、10mg/L、14mg/L的血红素母液A，其中，血红素母液中的质量浓度为0mg/L，记为空白血红素母液A0；
(2).将石墨烯量子点(GQDs)按照一定的比例，用0.01M的PBS溶液进行稀释，得到20mg/L的石墨烯量子点(GQDs)检测剂B，所述的石墨烯量子点（GQDs）的合成方法为现有技术，见中国专利，申请号为201510394852.8，名称为“磺酸基石墨烯量子点生物荧光探针及其应用”；
(3).在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步骤（1）中得到的血红素母液A，再加入4.0 ml上述步骤（2）中得到的石墨烯量子点(GQDs)检测剂溶液B液，配置成血红素质量浓度依次为0mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1mg/L、3mg/L、5mg/L、7mg/L所对应的样品溶液C；
在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步骤（1）中得到的空白血红素母液A0液，再加入4.0 ml上述步骤（2）中得到的石墨烯量子点(GQDs)检测剂溶液B液，配置成血红素质量浓度为0mg/L的空白血红素母液A0所对应的空白样品溶液C0；
(4).将上述步骤(3)中所述的样品溶液C液震荡30s，静置10min；再用移液枪吸取2.0ml静置后样品液C注入荧光比色皿中，在F-7000荧光光谱仪中以波长为368nm的氙灯光源激发光照射上述比色皿中的样品溶液C，得到样品溶液C在380-650nm波长处的荧光强度F，如图1所示，图中，样品溶液C的浓度依次为0.1mg/L，、0.5mg/L，、1mg/L，、3mg/L，、5mg/L，、7mg/L在470nm波长处的荧光强度分别记为：F0.1，；F0.5，；F1，；F3，；F5，；F7；将上述步骤(3)中所述的空白样品溶液C0液震荡30s，静置10min；再用移液枪吸取2.0ml静置后空白样品液C0，将其注入荧光比色皿中，在荧光光谱仪中以波长为368nm的氙灯光源激发光照射上述空白样品溶液C0，得到空白样品溶液C0，在380-650nm波长处的荧光强度；浓度为0mg/L空白样品溶液C0的荧光光谱如图1所示；图中，空白样品溶液C0在nm波长处的荧光强度记为F0；
(5).设定470nm处样品液C的荧光强度淬灭值为△F，其表达式为：
△F=F0-F
根据所述样品液C的浓度与470nm处荧光强度的淬灭值△F的对应关系，建立曲线，如图2所示，进而得到与其对应的待测溶液中血红素的质量浓度ρ（mg/L）。
从图1中的荧光光谱图可得知，石墨烯量子点的荧光强度随血红素溶液的浓度增加而减弱，其中，470nm波长处的荧光强度的淬灭值△F与血红素的浓度ρ（mg/L）有固定的线性关系，如图2所示，在血红素浓度为0.1-7 mg/L的范围内，石墨烯量子点的淬灭方程式为：△F =3.287+57.539 ρ，其中ρ单位为mg/L，相关系数R2=0.993，按国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的计算方法[参见文献：Chen L Y, Huang C C, Chen W Y, et al. Using photoluminescent gold nanodots to detect hemoglobin in diluted blood samples[J]. Biosensors & Bioelectronics, 2012, 43C(1):38-44.]，计算得出血红素的检测限可达到0.01mg/L。
实施例2：
为了验证本发明的一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法的检测效果，在相同实验条件下，依据常见的血红素补铁保健品成分及相关文献[参见文献：张文龙, 张俊生, 周丽萍,等. 氯化血红素对CdS量子点荧光的猝灭研究及分析应用[J]. 食品科学, 2011, 32(3):51-55.]，模拟一个含血红素的混合体系。
按照实施例1的方法分别对质量浓度为20.9mg/L的L-精氨酸、质量浓度为22.0mg/L的L-赖氨酸、质量浓度为39.5mg/L的葡萄糖、质量浓度为45.3mg/L的蔗糖、质量浓度为44.0mg/L的维生素C、质量浓度为37.7mg/L的淀粉及质量浓度为5mg/L的血红素进行的荧光淬灭实验。如图3所示，可以看出仅有血红素使得石墨烯量子点明显淬灭；按照实施例1中的方法进行荧光测定，经计算，所测得混合体系下血红素的浓度为4.88mg/L，与血红素本来的浓度（5mg/L）相当，相对偏差为2.5%，由此看出，本发明方法在食品检测分析具有操作简便，检测灵敏度高，检测限低，稳定性好的特点。

Claims (1)

1.一种利用石墨烯量子点荧光检测血红素的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)称取一定量的氯化血红素，用0.01mol/L的NaOH溶液溶解，存于1L的容量瓶中；
将上述氯化血红素溶液按照一定的比例用0.01M的PBS溶液稀释，稀释为0-20mg/L的氯化血红素溶液，移入1L的容量瓶中并定容，制成血红素母液A，其中，质量浓度为0mg/L的血红素母液，记为空白血红素母液A0；
(2)将石墨烯量子点(GQDs)用0.01M的PBS溶液进行稀释，得到20mg/L的石墨烯量子点(GQDs)检测剂B；
(3)在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步骤（1）中得到的血红素母液A，再加入4.0 ml上述步骤（2）中得到的石墨烯量子点(GQDs)检测剂溶液B液，配置成血红素质量浓度为0-10 mg/L的样品溶液C；在10ml比色管中，吸取4.0 ml上述步骤（1）中得到的空白血红素母液A0液，再加入4.0 ml上述步骤（2）中得到的石墨烯量子点(GQDs)检测剂溶液B液，配置成红素质量浓度为0mg/L的空白母液A0所对应的空白样品溶液C0；
(4)将上述步骤(3)中所述的样品溶液C液震荡30s，静置10min；再用移液枪吸取2.0ml静置后样品液C注入荧光比色皿中，在荧光光谱仪中以波长为368nm的氙灯光源激发光照射上述比色皿中的样品溶液C，得到样品溶液C在380-650nm波长处的荧光强度，其中，将470nm波长处的荧光强度记为F；将上述步骤(3)中所述的空白样品溶液C0液震荡30s，静置10min；再用移液枪吸取2.0ml静置后空白样品液C0，将其注入荧光比色皿中，在荧光光谱仪中以波长为368nm的氙灯光源激发光照射上述比色皿中的空白样品溶液C0，得到空白样品溶液C0在380-650nm波长处的荧光强度，其中，将470nm波长处的荧光强度记为F0；
(5)设定470nm处样品液C的荧光强度淬灭值为△F，其表达式为：
△F=F0-F
根据所述样品液C在470nm处荧光强度F的淬灭值△F的对应关系，进而得到与其对应的待测溶液中血红素的质量浓度ρ（mg/L）。
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