本发明专利技术公开了一种双功能化石墨烯量子点及其制备方法和应用，属于生物传感器技术领域。本发明专利技术按照柠檬酸：组氨酸：D‑青霉胺＝1:0.1:0.01～1:1:1的摩尔比，通过水热法制备得到双功能化石墨烯量子点DPA‑GQD‑His。本发明专利技术的双功能化石墨烯量子点能够高灵敏度、高选择性的定量检测单种或者多种有机磷农药，制备方法简单、易于推广。
A kind of bifunctional graphene quantum dots and its preparation and Application
【技术实现步骤摘要】
一种双功能化石墨烯量子点及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种双功能化石墨烯量子点及其制备方法和应用，属于生物传感器
技术介绍
有机磷农药是典型的神经毒剂，本领域技术人员通常认为有机磷农药的毒性机制为：通过有机磷农药与胆碱能神经突触中的乙酰胆碱(ACh)相结合，从而抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性，使其无法水解ACh，导致ACh在突触间隙大量聚积，从而产生毒性效应，这也是有机磷农药主要的杀虫机制。有机磷农药急性中毒的常见暴露途径有皮肤接触、口服、呼吸等方式，潜伏期为30min～2h不等，常见的临床症状有头晕、恶心、呕吐、流涎、出汗、视力模糊、呼吸困难、肌张力减低等，严重时还会出现昏迷、肺水肿和肝功能异常等症状。因此，开发灵敏、快速测定有机磷农药的方法对农业安全和环境监测具有重要意义。事实上，单一农药可能未超过限量标准，多种农药低剂量同时暴露却会在人体内产生相互作用，增强或减弱彼此的毒性，从而引起不同于单一毒性的联合效应。由此可见，开展有机磷农药之间的联合毒性效应研究对于安全使用农药、保障人类健康也十分必要。联合毒性试验模型主要包括活体动物模型和离体细胞模型。在过去的农药毒理学研究中，活体动物是最常用的试验模型。其中，大鼠、小鼠等哺乳动物具有形态学指标变化直观可见、便于进行生理学整体功能评价、病理药理代谢与人体相似(如基因和人体接近)、试验结果可外推到人等优点，因此是农药联合毒性评价中普遍采用的方法之一。随着研究的不断深入，人们发现并非所有的动物试验都能准确反映农药对人体的危害，特别是在联合毒性评价中，大量的试验样本和数据的积累，动物试验存在耗时、耗力、成本高、不可控因素多等弊端，为了解决这个问题，一种新的方法——离体细胞试验——逐渐受到研究者的青睐。离体细胞试验是指将细胞从体内分离出来，在一定条件下进行的研究，体外细胞培养技术具有快速、简便、成本低等优点，用细胞试验代替和印证动物试验结果，成为近年来进行农药安全性评价的常用方法。目前在农药混合物的神经毒性、遗传毒性、免疫毒性和内分泌干扰效应研究中，离体细胞试验已被广泛运用。金属荧光纳米团簇、半导体量子点(QD)和有机荧光染料等光致发光纳米材料由于其独特的光学特性已成为研究热点。半导体量子点(QD)具有突出的性质，例如高荧光量子产率(QY)、窄光谱、良好的化学稳定性、高耐光漂白性、可调多色发射和优异的光学性质。然而，QD中一般含有重金属元素，如Cd、Pb和Hg，由于重金属对生物体和环境有害，因而QD的商业应用受到了一定的限制；金属荧光纳米团簇和有机荧光染料具有高荧光，但这种材料的耐光漂白性差和化学稳定性差的性质也限制了它们的应用。石墨烯量子点(Graphenequantumdot，GQD)是一种准零维纳米材料，粒径一般为几纳米左右。GQD具有优异的光学稳定性、化学惰性、耐光漂白性、低细胞毒性和生物相容性等优点，因此，GQD有望成为某些化学和生物分析中很有前景的荧光探针。现有技术中报道过利用硫，氮共掺碳点作为发光体和反应加速器构建电化学发光体系，用于检测水体中阿特拉津含量，但是由于电化学传感体系自身具有高的灵敏度，其检测结果容易受检测环境影响，使得电化学信号不稳定的缺点。也有现有技术利用银纳米离子修饰碳点作为表面增强拉曼共振的基底，通过目标诱导碳点的聚集来使罗丹明6G的SERS信号得到增强从而定量检测阿特拉津，但是银纳米离子的引入增加了碳点的生物毒性，使其生物相容性减弱，从而不再适用于生物体中阿特拉津含量的测定。现有技术还报道过利用纳米金与碳点之间的内滤光效应成功对真实样品中啶虫脒含量进行定量检测，但其检测的灵敏度不够。
技术实现思路
【技术问题】现有技术制备的石墨烯量子点其荧光发射强度较低，将其用于光学检测使得检测的灵敏度降低；G-四链体/DNA酶作为过氧化物模拟酶，自身过氧化物活性有限，从而限制了检测的灵敏度。【技术方案】为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种双功能化石墨烯量子点及其制备方法和应用，本专利技术的双功能化石墨烯量子点能够高灵敏度、高选择性的定量检测单种或者多种有机磷农药，制备方法简单、易于推广。首先，本专利技术提供了一种双功能化石墨烯量子点的制备方法，所述方法为：按照柠檬酸：组氨酸：D-青霉胺＝1:0.1:0.01～1:1:1的摩尔比，通过水热法制备得到双功能化石墨烯量子点DPA-GQD-His(D-青霉胺-组氨酸石墨烯量子点)。在本专利技术的一种实施方式中，所述水热法的操作参数为：150～250℃下，反应0.5～10h。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法具体为，按照摩尔比D-青霉胺、组氨酸、柠檬酸和水混合后得到混合溶液，之后将混合溶液转移至反应釜中，150～250℃下，反应0.5～10h；反应结束以后，将所得溶液的pH调至7.0-8.0，然后在透析袋中透析10-72h，待透析结束后取透析袋中溶液进行干燥，即可得到DAP-GQD-His。在本专利技术的一种实施方式中，所述透析袋的规格为1～10KD。第二、本专利技术还提供了上述方法制备得到的双功能化石墨烯量子点DPA-GQD-His。第三、本专利技术还提供了所述双功能化石墨烯量子点DPA-GQD-His在检测啶虫脒和有机磷农药中的应用。第四、本专利技术提供了一种定量检测啶虫脒的方法，所述方法为：(1)将DPA-GQD-His溶解在pH6.5-7.4的磷酸盐缓冲溶液中，其中，DPA-GQD-His的质量浓度为0.01-1mg/mL；(2)取10-100μL0.1-10μM如序列SEQIDNO.1所示的DNA序列和10-100μL0.1-10μM如序列SEQIDNO.2所示的DNA序列混合在100-300μLPBS缓冲溶液中(pH＝6.8，300mMNaCl，2.5mMMgCl2和0.1mMEDTA)，并在室温下孵育20-60min；(3)将不同浓度的啶虫脒加入到步骤(2)得到的混合溶液中，振荡后20-30℃放置20-40min；将10-50μL25-50mMKCl加入到上述溶液中；30-60min后，加入25-100μL0.5-10μM氯高铁血红素hemin，振荡摇匀后35-40℃孵育40-80分钟；之后，向混合溶液中加入50-120μL50-100mMH2O2、50-100μL40-140mM邻苯二胺OPD和50-200μL溶于磷酸缓冲盐溶液的0.01-1mg/mLDPA-GQD-His，35-40℃孵育40-80min后，对其进行荧光光谱扫描，激发波长分别为360nm和420nm，狭缝宽度均为5-10nm；利用荧光强度的变化对啶虫脒进行定量检测。在本专利技术的一种实施方式中，本专利技术结合三螺旋DNA分子和G-四链体/DNA酶催化氧化邻苯二胺(OPD)，构建了用于啶虫脒检测的荧光生物传感平台。在该方法中，适配体首先与富含G的DNA序列通过Watson-Crick碱基配对和Hoogsteen氢键作用形成三螺旋结构；然后在啶虫脒存在的情况下，三螺旋DNA分子发生解离，释放出富含G的DNA序列，游离的富含G本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双功能化石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，所述方法为：按照柠檬酸：组氨酸：D-青霉胺＝1:0.1:0.01～1:1:1的摩尔比，通过水热法制备得到双功能化石墨烯量子点DPA-GQD-His。/n
【技术特征摘要】
1.一种双功能化石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，所述方法为：按照柠檬酸：组氨酸：D-青霉胺＝1:0.1:0.01～1:1:1的摩尔比，通过水热法制备得到双功能化石墨烯量子点DPA-GQD-His。
2.根据权利要求1所述的一种双功能化石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，所述水热法的操作参数为：150～250℃下，反应0.5～10h。
3.根据权利要求1或2所述的一种双功能化石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，所述方法具体为，按照摩尔比将D-青霉胺、组氨酸、柠檬酸和水混合得到混合溶液，之后将混合溶液转移至反应釜中，150～250℃下，反应0.5～10h；反应结束以后，将所得溶液的pH调至7.0-8.0，然后在透析袋中透析10-72h，待透析结束后取透析袋中溶液进行干燥，即可得到DAP-GQD-His。
4.根据权利要求3所述的一种双功能化石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，所述透析袋的规格为1～10KD。
5.一种双功能化石墨烯量子点，其特征在于，所述双功能化石墨烯量子点通过权利要求1～4任一所述的制备方法制备得到。
6.一种生物检测传感器，其特征在于，包含权利要求5所述的双功能化石墨烯量子点。
7.权利要求5所述的双功能化石墨烯量子点DPA-GQD-His在检测领域中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述检测包括对啶虫...
【专利技术属性】
技术研发人员：李在均，李娜娜，李瑞怡，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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