CN108690604A - 柠檬酸盐修饰的上转换纳米粒子及其制备方法、葡萄糖的检测方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柠檬酸盐修饰的上转换纳米粒子及其制备方法、葡萄糖的检测方法和应用,该制备方法包括:1)将碱、水、油酸、C1‑C3的醇、锰源、镱源、钇源、铥源和NaF进行搅拌,接着水热反应、离心分离得到油酸包覆的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子(OA‑NaYF4:Yb,Tm/Mn UCNPs);2)将OA‑NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子分散于醇中,接着加入三氯甲烷和柠檬酸盐溶液进行配体交换,反应后得到柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子。该柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换发光纳米粒子对葡萄糖的检测具有检出限低、灵敏度高和选择性好的优点,进而使得其能够用于检测血清中的葡萄糖,另外,该制备方法和检测方法均工序简单且成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及上转换纳米材料,具体地,涉及一种柠檬酸盐修饰的上转换纳米粒子及其制备方法、葡萄糖的检测方法和应用。
背景技术
食物中含量较多的糖类属于淀粉,淀粉在唾液淀粉酶水解条件下会产生葡萄糖,而正常的机体能够维持体内血糖相对稳定,但病变的机体则不能正常调节体内葡萄糖的水平。如果人血清中葡萄糖水平过高或过低将引发糖尿病或低血糖。因此,早期检测葡萄糖对上述疾病的预防、诊断和治疗有着非常重要的临床意义。
目前在已创建的众多检测方法中,荧光法是检测葡萄糖的主要方法。但是,现有的检测方法存在检出限高,灵敏度低,实验步骤复杂,耗时耗力,仪器价格昂贵等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种柠檬酸盐修饰的上转换纳米粒子及其制备方法、葡萄糖的检测方法和应用,该柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换发光纳米粒子对葡萄糖的检测具有检出限低、灵敏度高和选择性好的优点,进而使得其能够用于检测血清中的葡萄糖,另外,该制备方法和检测方法均工序简单且成本低廉。
为了实现上述目的,本发明提供了一种柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的制备方法,包括:
1)将碱、水、油酸、C1-C3的醇、锰源、镱源、钇源、铥源和NaF进行搅拌,接着水热反应、离心分离得到油酸包覆的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子(OA-NaYF4:Yb,Tm/MnUCNPs);
2)将OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子分散于醇中,接着加入三氯甲烷和柠檬酸盐溶液进行配体交换,反应后得到柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子。
本发明还提供了一种柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子,其特征在于,柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子通过上述述的制备方法制备而得。
本发明也提供了一种葡萄糖的检测方法,该检测方法包括:
1)将已知浓度的检测底物、葡萄糖氧化酶于磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中进行酶促反应,然后加入类Fenton试剂、上述的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子于黑暗下进行类Fenton反应,接着检测荧光强度,然后以检测底物的浓度为横坐标,荧光强度为纵坐标绘制工作曲线或者计算出工作曲线方程;
2)将未知浓度的检测底物、葡萄糖氧化酶于磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中进行酶促反应,然后加入类Fenton试剂、上述的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子于黑暗下进行类Fenton反应,接着检测荧光强度,然后根据工作曲线或者工作曲线方程计算出检测底物的浓度;
其中,检测底物为葡萄糖。
本发明进一步提供了一种上述的检测方法在检测血清中葡萄糖上的应用。
在上述技术方案中,本发明首先制备了水溶性好且能够应用于生物体内的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子。该柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子在类Fenton试剂的作用下,可发生荧光淬灭现象,如图7所示,该材料对于葡萄糖的检测原理如下:首先葡萄糖与葡萄糖氧化酶发生酶促反应生成过氧化氢,接着过氧化氢能够与Co2+发生氧化还原反应生成羟基自由基,该自由基具有非常强的氧化能力,进而使得体系荧光强度降低;并且荧光强度的强弱与葡萄糖的浓度呈线性关系,因此能够利用体系的荧光强度检测葡萄糖的浓度;进一步地,便可利用柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子检测血清中葡萄糖的含量。
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1A是检测例1中的上转换材料发光强度的统计图;
图1B是检测例1中的荧光强度曲线图;
图2是检测例2的透射电镜图;
图3是检测例3的元素分析图;
图4是检测例4的荧光强度曲线图;
图5A是检测例5中的荧光强度曲线图;
图5B是在图5A基础上的荧光强度对葡萄糖浓度的工作曲线图;
图6是应用例2的干扰检测结果统计图;
图7是本发明的原理图。
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。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的制备方法,包括:
1)将碱、水、油酸、C1-C3的醇、锰源、镱源、钇源、铥源和NaF进行搅拌,接着水热反应、离心分离得到油酸包覆的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子(OA-NaYF4:Yb,Tm/MnUCNPs);
2)将OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子分散于醇中,接着加入三氯甲烷和柠檬酸盐溶液进行配体交换,反应后得到柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子。
在上述制备方法的步骤1)中,各物料的用量可以在宽的范围内选择,但是为了提高NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子产率、制备速率以及制得的柠檬酸盐修饰的NNaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子性能,优选地,在步骤1)中,相对于0.3g的碱,水的用量为0.5-3mL,油酸的用量为2-8mL,醇的用量为5-15mL,锰源的用量为0.04-0.08g,钇源的用量为0.1-0.3g,镱源的用量为0.04-0.08g,铥源的用量为5-9mg,NaF的用量为0.05-0.3g。
在上述制备方法的步骤1)中,搅拌的条件可以在宽的范围内选择,但是为了提高NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子产率、制备速率以及制得的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子性能,优选地,在步骤1)中,搅拌至少满足以下条件:搅拌温度为15-35℃,搅拌时间为10-20min。
在本发明的步骤1)中,水热反应的条件可以在宽的范围内选择,但是为了提高NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的产率、制备速率以及制得的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的发光性能,优选地,在步骤1)中,水热反应至少满足以下条件:反应温度为180-220℃,反应时间为6-10h。
在本发明的步骤1)中,铥源、锰源、镱源、钇源和醇的种类可以在宽的范围内选择,但是为了提高NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子产率、制备速率以及制得的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子发光性能,优选地,铥源选自五水合硝酸铥、氧化铥、氯化铥和醋酸铥中的至少一者,锰源选自四水合氯化锰、无水氯化锰、无水硫酸锰和一水合硫酸锰中的至少一者,镱源选自氯化镱、五水硝酸镱、氧化镱和碳酸镱中的至少一者,钇源选自硝酸钇、氧化钇、六水合氯化钇和磷酸钇中的至少一者,醇选自甲醇、乙醇和丙醇中的至少一者。
同样地,柠檬酸盐的种类可以在宽的范围内选择,但是为了提高NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子产率、制备速率以及制得的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子发光性能,优选地,柠檬酸盐选自柠檬酸一钠、柠檬酸二钠和柠檬酸三钠中的至少一者。
在本发明的步骤2)中,各物料的用量可以在宽的范围内选择,但是为了提高NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子产率、制备速率以及制得的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子发光性能,优选地,在步骤2)中,相对于30mg OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子,醇的用量为1-3mL,三氯甲烷的用量为1-3mL,柠檬酸三钠的用量为0.05-0.15g。
在本发明的步骤2)中,配体交换反应的条件可以在宽的范围内选择,但是为了提高NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子产率、制备速率以及制得的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子性能,优选地,在步骤2)中,配体交换反应至少满足以下条件:反应温度为20-40℃,反应时间为10-15h。
本发明还提供了一种柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子,其特征在于,柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子通过上述述的制备方法制备而得。
本发明也提供了一种葡萄糖的检测方法,该检测方法包括:
1)将已知浓度的检测底物、葡萄糖氧化酶于磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中进行酶促反应,然后加入类Fenton试剂、上述的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子于黑暗下进行类Fenton反应,接着检测荧光强度,然后以检测底物的浓度为横坐标,荧光强度为纵坐标绘制工作曲线或者计算出工作曲线方程;
2)将未知浓度的检测底物、葡萄糖氧化酶于磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中进行酶促反应,然后加入类Fenton试剂、上述的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子于黑暗下进行类Fenton反应,接着检测荧光强度,然后根据工作曲线或者工作曲线方程计算出检测底物的浓度;
其中,检测底物为葡萄糖。
在上述的检测方法中,酶促反应的具体条件可以在宽的范围内选择,但是为了提高检测的灵敏度,优选地,在步骤1)和2)中的酶促反应各自独立地满足以下条件:反应温度为35-40℃,反应时间为25-40min。
在上述的检测方法中,类Fenton反应的具体条件可以在宽的范围内选择,但是为了提高检测的灵敏度,优选地,在步骤1)和2)中的类Fenton反应各自独立地满足以下条件:反应温度为20-30℃,反应时间为10-20min。
在上述的检测方法中,类Fenton试剂的组成可以在宽的范围内选择,但是为了提高检测的灵敏度,优选地,类Fenton试剂含有Co2+,体系中Co2+的浓度为0.04-0.13mmol/L。
在上述的检测方法中,各物料的用量可以在宽的范围内选择,但是为了提高检测的灵敏度,优选地,相对于3-8mL的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液,类Fenton试剂的用量为0.1-0.3mL,柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的用量为0.045-0.29mg;检测体系中葡萄糖氧化酶的浓度为0.35-0.45mg/mL。
在上述的检测方法中,缓冲溶液的pH可以在宽的范围内选择,但是为了提高检测的灵敏度,优选地,磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液的pH为5.0-6.0。
在上述检测方法中,荧光检测波长可以在宽的范围内选择,在不同的波长的情形下,工作曲线以及工作曲线方程存在差异,但是为了提高检测的灵敏度,优选地,工作曲线方程为I0–I=180.75+360.06lgC;其中,I0未加检测底物时的体系的荧光强度,I为添加检测底物时体系的荧光强度,C为检测底物的浓度。
本发明进一步提供了一种上述的检测方法在检测血清中葡萄糖上的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中,锰掺杂的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子是通过文献(Tian,G.,et al.,Mn2+ Dopant-Controlled Synthesisof NaYF4:Yb/Er Upconversion Nanoparticles for in vivo Imaging and DrugDelivery.Advanced Materials,2012.24(9):p.1226-1231.)中记载的方法制备而得;锰掺杂的NaYF4:Yb,Tm上转换纳米粒子是按照NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子相同的方法制备而得,所不同的是不添加锰源。
实施例1
1)OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子(OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn UCNPs)的制备:
首先,称量0.300g的NaOH置于50mL烧杯中,随后加入1.50mL超纯水、5.00mL油酸、10.0mL乙醇,搅拌均匀后依次加入0.600mL MnCl2溶液(0.400mol/L),1.00mL Y(NO3)3溶液(0.500mol/L),0.900mL YbCl3溶液(0.200mol/L)和0.200mL Tm(NO3)3溶液(0.100mol/L)。接着,逐滴加入4.00mL NaF溶液(1.00mol/L)并在25℃下温和搅拌15min,再将其转移至50mL反应釜中,在200℃下反应8h。自然冷却至25℃后,离心(10000rmp转速,离心5min),最后用超纯水和乙醇反复洗涤几次后分离得到OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子。
2)柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的制备:
将30.0mg油酸包覆的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子溶于2.00mL乙醇中,接着在搅拌下依次加入2.00mL三氯甲烷和2.00mL柠檬酸三钠溶液于25℃下搅拌12h;最后,离心(10,000rmp,10min)分离出产品,并用超纯水和乙醇多次洗涤后得到柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子
实施例2
按照实施例1的方法进行制得柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A2,所不同的是MnCl2溶液中锰离子的浓度为0.3mol/L。
实施例3
按照实施例1的方法进行制得柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A3,所不同的是MnCl2溶液中锰离子的浓度为0.5mol/L。
实施例4
按照实施例1的方法进行制得柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A4,所不同的是MnCl2溶液中锰离子的浓度为0.6mol/L。
实施例5
按照实施例1的方法进行制得柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A5,所不同的是,将铥源换为氯化铥,锰源换为二水合氯化锰,镱源换为硝酸镱,钇源换为硝酸钇,醇换为乙醇。
实施例6
按照实施例1的方法进行制得柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A6,所不同的是,将铥源换为醋酸铥,锰源换为六水合氯化锰,镱源换为醋酸镱,钇源换为醋酸钇,醇换为丙醇。
实施例7
按照实施例1的方法进行制得柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A7,所不同的是Tm(NO3)3溶液中Tm离子的浓度为0.15mol/L。
实施例8
按照实施例1的方法进行制得柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A8,所不同的是Tm(NO3)3溶液中Tm离子的浓度为0.08mol/L。
检测例1
通过牌号为Hitachi F-4600的荧光仪对实施例1中NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A1进行发光检测,结果如图1A所示,当锰离子物质的量达到24%时,上转换纳米粒子的荧光强度达到最大值。图1B中a,b曲线分别是NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子和NaYF4:Yb,Tm上转换纳米粒子的荧光强度曲线图,由图可知,锰离子的掺杂可增强上转换纳米粒子在近红区的发光强度。
检测例2
通过牌号为JEOL 2010的透射电子显微镜对NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A1进行形貌表征,检测结果如图2。由图2可知,NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子呈立方相。
检测例3
利用牌号为Hitachi S-4800的扫描电子显微镜对NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子A1进行元素分析,结果如图3。由图3可知,成功制备了NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子。
检测例4
利用牌号为Hitachi F-4600的荧光仪记录酶促反应体系中各物质与上转换材料A1共存时的荧光强度,结果如图4所示。由图4可知,a曲线是柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的荧光曲线图,曲线b,c,d分别是上转换材料与葡萄糖、Co2+及葡萄糖氧化酶单独存在时的荧光图,由图可知荧光强度基本不变。但是,当上转换材料、Co2+与不同浓度的葡萄糖同时存在时体系的荧光强度明显降低,如曲线e,f所示。
检测例5
葡萄糖的检测:
在检测葡萄糖的过程中,首先将葡萄糖氧化酶(100μL,4.00mg/mL)和不同浓度的葡萄糖溶液加入到磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液(0.64mL,pH为5.4),在37℃下反应30min,然后依次加入Co2+溶液(80μL,1.00mmol/L,葡萄糖与葡萄糖氧化酶反应产生过氧化氢)和柠檬酸盐修饰NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换发光纳米粒子A1(100μL,2.23mg/mL),在25℃、黑暗下孵育15min,利用牌号为Hitachi F-4600的荧光仪进行荧光测定。并绘制工作曲线,结果见图5B,葡萄糖浓度与荧光强度淬灭△I(△I=I0-I,I0与I分别为体系中不加葡萄糖和加葡萄糖的荧光强度值)之间具有较好的线性关系。由5A可知,随着葡萄糖浓度的增加,其荧光强度逐渐降低。
应用例1
采用与标准加入法对处理过的血清进行检测:
血清纯化,然后按照检测例5的方法对血清中的葡萄糖进行检测,再向血清中加入已知浓度的葡萄糖,再次测定。其中加入表示通过标准加入法向体系中加入标准葡萄糖样品,发现表示在葡萄糖加入后,测得的荧光强度值,再根据工作曲线,得出的浓度值。具体结果见表1,其中RSD为相对标准偏差。
表1
应用例2
干扰检测(mM表示mmol/L):
将含有0.400mg/mL葡萄糖氧化酶与各种干扰物质混合,37℃条件下于缓冲液中孵育30min,随后依次加入80.0μM Co2+,0.180mg/mL上转换材料,加入干扰物质为(K+:1.00mM,Na+:1.00mM,Mg2+:1.00mM,I-:1.00mM,Cl-:1.00mM,SO4 2-:100mM;多巴胺:10.0mM,牛血清蛋白:1.00mg/mL,谷胱甘肽:1.00mM,甘氨酸:1.00mM,半胱氨酸:1.00mM,丙氨酸:1.00mM,色氨酸:1.00mM,天冬氨酸:1.00mM;果糖:100μM,蔗糖:100μM,麦芽糖:100μM。)在25℃下震荡15min,用荧光仪对其发光强度进行检测。根据所得的荧光强度值,绘制柱状图,结果见图6,由图可知各种干扰物对体系均无影响。第一条柱状图为标准葡萄糖样品,可以看出荧光强度淬灭效果良好。
其中,GO表示葡萄糖,DA表示多巴胺,BSA表示牛血清蛋白,GSH表示谷胱甘肽,Gly表示甘氨酸,Cys表示半胱氨酸,Ala表示丙氨酸,Try表示色氨酸,Asp表示天冬氨酸,fructose表示果糖,sucrose表示蔗糖,maltose表示麦芽糖。
按照上述各个检测例和应用例对A2-A8进行检测,检测的结果与A1的检测结果基本保持一致。
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 (10)
1.一种柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的制备方法,其特征在于,包括:
1)将碱、水、油酸、C1-C3的醇、锰源、镱源、钇源、铥源和NaF进行搅拌,接着水热反应、离心分离得到油酸包覆的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子(OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn UCNPs);
2)将所述OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子分散于醇中,接着加入三氯甲烷和柠檬酸盐溶液进行配体交换,反应后得到柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在步骤1)中,相对于0.3g的碱,所述水的用量为0.5-3mL,所述油酸的用量为2-8mL,所述醇的用量为5-15mL,所述锰源的用量为0.04-0.08g,所述钇源的用量为0.1-0.3g,所述镱源的用量为0.04-0.08g,所述铥源的用量为5-9mg,所述NaF的用量为0.05-0.3g;
优选地,在步骤1)中,所述搅拌至少满足以下条件:搅拌温度为15-35℃,搅拌时间为10-20min;
更优选地,在步骤1)中,所述水热反应至少满足以下条件:反应温度为180-220℃,反应时间为6-10h;
进一步优选地,所述铥源选自五水合硝酸铥、氧化铥、氯化铥和醋酸铥中的至少一者,所述锰源选自四水合氯化锰、无水氯化锰、无水硫酸锰和一水合硫酸锰中的至少一者,所述镱源选自氯化镱、五水硝酸镱、氧化镱和碳酸镱中的至少一者,所述钇源选自硝酸钇、氧化钇、六水合氯化钇和磷酸钇中的至少一者,所述醇选自甲醇、乙醇和丙醇中的至少一者。
更进一步优选地,所述柠檬酸盐选自柠檬酸一钠、柠檬酸二钠和柠檬酸三钠中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在步骤2)中,相对于30mg所述OA-NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子,所述醇的用量为1-3mL,所述三氯甲烷的用量为1-3mL,柠檬酸三钠的用量为0.05-0.15g;
优选地,在步骤2)中,所述配体交换反应至少满足以下条件:反应温度为20-40℃,反应时间为10-15h。
4.一种柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子,其特征在于,所述柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子通过权利要求1-3中任意一项所述的制备方法制备而得。
5.一种葡萄糖的检测方法,其特征在于,所述检测方法包括:
1)将已知浓度的检测底物、葡萄糖氧化酶于磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中进行酶促反应,然后加入类Fenton试剂、权利要求4所述的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子于黑暗下进行类Fenton反应,接着检测荧光强度,然后以所述检测底物的浓度为横坐标,荧光强度为纵坐标绘制工作曲线或者计算出工作曲线方程;
2)将未知浓度的检测底物、葡萄糖氧化酶于磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中进行酶促反应,然后加入类Fenton试剂、权利要求4所述的柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子于黑暗下进行类Fenton反应,接着检测荧光强度,然后根据所述工作曲线或者工作曲线方程计算出所述检测底物的浓度;
其中,所述检测底物为葡萄糖。
6.根据权利要求5所述的检测方法,其中,在步骤1)和2)中的所述酶促反应各自独立地满足以下条件:反应温度为35-40℃,反应时间为25-40min;
优选地,在步骤1)和2)中的所述类Fenton反应各自独立地满足以下条件:反应温度为20-30℃,反应时间为10-20min。
7.根据权利要求5所述的检测方法,其中,所述类Fenton试剂是含有Co2+,体系中Co2+的浓度为0.04-0.13mmol/L。
8.根据权利要求7所述的检测方法,其中,相对于0.3-0.8mL的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液,所述类Fenton试剂的用量为0.1-0.3mL,所述柠檬酸盐修饰的NaYF4:Yb,Tm/Mn上转换纳米粒子的用量为0.045-0.29mg;检测体系中葡萄糖氧化酶的浓度为0.35-0.45mg/mL;
更优选地,所述磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液的pH为5.0-6.0。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的检测方法,其中,所述工作曲线方程为I0–I=180.75+360.06lgC;其中,I0未加检测底物时的体系的荧光强度,I为添加检测底物时体系的荧光强度,C为检测底物的浓度。
10.一种如权利要求5-8中任意一项所述的检测方法在检测血清中葡萄糖上的应用。
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Citations (1)
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Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
HAYA KORNWEITZ等: "Plausible Mechanisms of the Fenton-Like Reactions, M = Fe(II) and Co(II), in the Presence of RCO2− Substrates: Are OH• Radicals Formed in the Process?", 《J. PHYS. CHEM. A》 * |
NI GAO等: "Near-infrared-emitting NaYF4:Yb,Tm/Mn upconverting nanoparticle/gold nanorod electrochemiluminescence resonance energy transfer system for sensitive prostate-specific antigen detection", 《ANAL BIOANAL CHEM》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110157433A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-23 | 中国计量大学 | 一种比率型黄光转蓝光发射荧光材料及其作为比率型荧光pH探针的应用 |
CN110157433B (zh) * | 2019-04-26 | 2021-11-19 | 中国计量大学 | 一种比率型黄光转蓝光发射荧光材料及其作为比率型荧光pH探针的应用 |
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