基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针及其制备方法技术

本发明专利技术属荧光探针技术领域，提供一种基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针及其制备方法。以邻苯二胺和对氨基苯甲酸为底物通过水热法合成碳量子点C‑dots，旋蒸、离心、冷冻干燥得荧光探针C‑dots固体粉末。C‑dots对pH敏感，pH为酸性时，C‑dots的荧光减弱；pH为碱性时，C‑dots的荧光增强。基于此，将C‑dots用于氨基酸类别检测。酸性氨基酸加入时C‑dots荧光逐渐减弱，碱性氨基酸时C‑dots荧光逐渐增强，C‑dots可用于酸性和碱性氨基酸检测。该方法操作简单、选择性好、灵敏度高，检测快速，无需昂贵的仪器设备，检测成本低，可用于酸性和碱性氨基酸定性区分检测。

Fluorescence probe based on fluorescence quenching or enhancement of carbon quantum dots for quantitative detection of acid or basic amino acids and its preparation

【技术实现步骤摘要】
基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针及其制备方法
本专利技术属于荧光探针
，具体涉及一种基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针及其制备方法。
技术介绍
氨基酸（aminoacid）是构建生物机体的众多生物活性大分子之一，是构建细胞、修复组织的基础材料。人体中最常见的氨基酸有甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）、脯氨酸（Pro）、色氨酸（Trp）、丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）、半胱氨酸（Cys）、甲硫氨酸（Met）、天冬酰胺（Asn）、谷氨酰胺（Gln）、苏氨酸（Thr）、天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、赖氨酸（Lys）、精氨酸（Arg）和组氨酸（His）。根据氨基酸表面所含官能团的差异，上述氨基酸可分为：中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。老年人体内缺乏氨基酸或氨基酸失衡，将加速细胞退化和衰老，导致抵抗力下降，心、脑、肝、肾、胃肠功能紊乱，还易引起老年性疾病，如记忆力减退、视力下降、反应迟缓，甚至引起老年痴呆症等。成年人体内缺乏氨基酸或氨基酸失衡会导致食欲减退、体重下降、生长停滞、肾脏肥大、肝脏纤维化、抵抗疾病能力差、贫血等生理病症。儿童体内缺乏氨基酸或氨基酸失衡会影响机体对钙的吸收，导致生长缓慢、发育不良、智力低下。因此开发一种检测氨基酸的方法尤为重要。目前已报道的检测氨基酸的方法有：毛细管电泳法（CE）、高效液相色谱法（HPLC）、分光光度法（SP）、电化学法、免疫分析法、荧光法等。荧光法因其操作简单、选择性好、灵敏度高等优点被广泛应用于氨基酸的检测。碳量子点作为近十几年来新兴的碳纳米材料，在传感器、生物成像、药物传递、光催化剂、发光等领域展现出巨大的应用潜力。碳量子点被用于构建化学与生物传感器，用于检测pH、金属离子、氨基酸、药物等。同时，碳量子点已成为新一代生物显像用荧光试剂，用于活细胞、小鼠和斑马鱼成像。以碳量子点为基础，通过荧光增强或猝灭的方法，发展一种高效、快速、定量检测氨基酸的方法具有重要的意义和广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针及其制备方法。本专利技术由如下技术方案实现的：一种基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针，以邻苯二胺和对氨基苯甲酸为底物通过水热法合成碳量子点C-dots，通过旋蒸、离心、冷冻干燥得到C-dots固体粉末，即为基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针。制备所述的基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针的方法，具体步骤如下：（1）准确称量0.05g邻苯二胺和0.05g对氨基苯甲酸于烧杯中，向其中加入10mL无水乙醇，200W超声10min完全溶解后，将混合液转移至100mL聚四氟乙烯内衬内，组装好反应釜并置于烘箱中，在180℃下反应12h；（2）反应完成后，待反应釜冷却至室温，旋蒸除去溶液中的无水乙醇，向其中加入10mL二次水，200W超声10min充分分散，在8000转/分下离心10分钟，上清液冷冻干燥，即得C-dots固体粉末。所述的基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针进行pH值检测的方法，具体步骤为：（1）准确称取C-dots固体粉末，加入二次水，200W超声10min充分溶解，配制质量浓度为10mg/mL的C-dots储备液；（2）准确称取Na2HPO4，加入二次水，200W超声5min充分溶解，配制0.02mol/L的Na2HPO4储备液；准确称取NaH2PO4，加入二次水中，200W超声5min充分溶解，配制0.02mol/L的NaH2PO4储备液；准确称取NaOH，加入二次水，配制1mol/L的NaOH储备液；准确量取10mL85%的浓磷酸，备用；（3）采用步骤（2）中的储备液，利用酸度计，配制pH分别为2、2.5、3、3.5、4、4.25、4.5、4.75、5、5.25、5.5、5.75、6、6.25、6.5、6.75、7、7.25、7.5、7.75、8、9、10、11、12、13的磷酸盐缓冲液，备用；（4）准确移取2mL二次水，加入7µL浓度为10mg/mL的C-dots储备液，测试并记录C-dots的荧光强度F0；分别移取2mL步骤（3）所制备的若干pH值的磷酸盐缓冲液，加入7µL浓度为10mg/mL的C-dots储备液，测试并记录荧光强度F；（5）计算不同pH对应的F/F0数值，检测不同pH与C-dots荧光变化之间的关系。所述的基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针进行氨基酸类别检测，具体步骤为：（1）C-dots储备液的制备：将C-dots固体粉末加入到二次水中，200W超声10min充分溶解，制得质量浓度为10mg/mL的C-dots储备液；（2）酸性和碱性氨基酸储备液的制备：分别称取天冬氨酸、谷氨酸、组氨酸、精氨酸、赖氨酸，向其中分别加入二次水，200W超声5min充分溶解，分别配制摩尔浓度为0.01mol/L的酸性和碱性氨基酸储备液；（3）酸性和碱性氨基酸含量与C-dots荧光强度的线性方程的获得：分别将不同体积的氨基酸储备液加入到浓度为0.0349mg/mL的C-dots溶液中，在410nm激发波长下，记录C-dots在561nm下的荧光强度值；通过Origin软件线性分别拟合氨基酸浓度与C-dots荧光强度，得到五个线性方程：天冬氨酸，(F0-F)/F0=0.0080c(Asp)+0.0699，R2=0.9989，线性范围为10.94-29.80µmol/L；谷氨酸，(F0-F)/F=0.0057c(Glu)+0.0421，R2=0.9970，线性范围为11.94-47.11µmol/L；组氨酸，(F-F0)/F0=0.0122c(His)+0.0155，R2=0.9975，线性范围为6.47-28.81µmol/L；精氨酸，(F-F0)/F0=0.0169c(Arg)+0.0460，R2=0.9982，线性范围为6.97-29.80µmol/L；赖氨酸，(F-F0)/F0=0.0078c(Lys)+0.0465，R2=0.9995，线性范围为7.96-81.54µmol/L；式中F0、F分别为氨基酸加入前后C-dots的荧光强度。本方法的优点在于：水热法能比较稳定的合成所需的C-dots，邻苯二胺与对氨基苯甲酸均为普通试剂，容易采购，价格低廉。C-dots探针制备方法简单，无需昂贵仪器，可快速、高效、定量实现氨基酸类别检测。总之，与其他检测氨基酸的方法相比，该方法具有操作简单、选择性好、灵敏度高，检测效率快，无需昂贵的仪器设备，检测成本低等优点，是氨基酸检测较为理想的方法。附图说明图1为实施例1中所制备的C-dots的紫外光谱图以及荧光光谱图；...

【技术保护点】
1.一种基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针，其特征在于：以邻苯二胺和对氨基苯甲酸为底物通过水热法合成碳量子点C-dots，通过旋蒸、离心、冷冻干燥得到C-dots固体粉末，即为基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针，其特征在于：以邻苯二胺和对氨基苯甲酸为底物通过水热法合成碳量子点C-dots，通过旋蒸、离心、冷冻干燥得到C-dots固体粉末，即为基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针。


2.制备权利要求1所述的基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针的方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）准确称量0.05g邻苯二胺和0.05g对氨基苯甲酸于烧杯中，向其中加入10mL无水乙醇，200W超声10min完全溶解后，将混合液转移至100mL聚四氟乙烯内衬内，组装好反应釜并置于烘箱中，在180℃下反应12h；
（2）反应完成后，待反应釜冷却至室温，旋蒸除去溶液中的无水乙醇，向其中加入10mL二次水，200W超声10min充分分散，在8000转/分下离心10分钟，上清液冷冻干燥，即得C-dots固体粉末。


3.权利要求1中所述的基于碳量子点荧光猝灭或增强法定量检测酸性或碱性氨基酸的荧光探针进行pH值检测的方法，其特征在于：具体步骤为：
（1）准确称取C-dots固体粉末，加入二次水，200W超声5min充分溶解，配制质量浓度为10mg/mL的C-dots储备液；
（2）准确称取Na2HPO4，加入二次水，200W超声5min充分溶解，配制0.02mol/L的Na2HPO4储备液；准确称取NaH2PO4，加入二次水中，200W超声5min充分溶解，配制0.02mol/L的NaH2PO4储备液；准确称取NaOH，加入二次水，配制1mol/L的NaOH储备液；准确量取10mL85%的浓磷酸，备用；
（3）采用步骤（2）中的储备液，利用酸度计，配制pH分别为2、2.5、3、3.5、4、4.25、4.5、4.75、5、5.25、5.5、5.75、6、6.25、6.5、6.75、7、7.25、7.5、7.75、8、9、10、11、12、13的磷酸盐缓冲液，备用；
（4）准确移取2mL二次水，加入7µL浓度为10mg/mL的C-d...

【专利技术属性】
技术研发人员：弓晓娟，吴壮壮，刘洋，宋胜梅，董川，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西;14