[发明专利]一种碳纳米粒子及其制备方法和在血糖检测中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物检测领域，具体地，涉及一种碳纳米粒子及其制备方法和在血糖检测中的应用。

背景技术

葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢的中间产物，是生物体内主要的供能物质，且对人体内葡萄糖的含量检测是医学诊断的重要标准，频繁的检测和严格控制血糖水平是有效管理糖尿病和减少相关并发症必不可少的手段。目前，人们已经研制出多种光化学传感法检测葡萄糖，比如一些金属半导（CdTe，Au，Ag纳米粒子），但是这些半导体纳米材料的制作方法复杂、制备价格昂贵，且毒性较大，对环境危害大，因此限制了其应用领域。

碳量子点被认为具有优越的发光性能、良好的生物相容性和化学稳定性，且其具有制作方法简单、制备价格低廉和低细胞毒性等特征，故而此类具有环境友好型的纳米材料,已经成为这两年研究的热点。目前，碳量子点已经广泛应用于细胞成像、光化学催化、光致发光/电致发光传感器和生物医学等领域。虽然已有研究人员合成出了碳半导体材料用于葡萄糖传感，但是这类方法操作繁琐，且不能应用于检测血清中的葡萄糖含量。因此，制备一种制作方法简单、绿色环保、且可应用于对血清中葡萄糖的定量检测的检测试剂是本发明亟须解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是为了克服现有技术中检测试剂制作方法复杂、制备价格昂贵，且毒性较大，不能广泛应用于对血糖的检测中，从而提供了一种碳纳米粒子及其制备方法和在血糖检测中的应用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种碳纳米粒子的制备方法，其特征在于，该方法包括：

（1）将5g/L至饱和浓度的苯硼酸溶液调节pH值至7-9；

（2）向pH值为7-9的苯硼酸溶液中通入氮气，除去溶液中的氧气，得到溶液M1；

（3）在160-200℃下，使所述溶液M1进行水热碳化反应，得到溶液M2；

（4）将所述溶液M2冷却，然后进行离心分离，提取分离出的上清液M3；

（5）将所述上清液M3进行透析，得到碳纳米粒子。

本发明还提供了一种由上述制备方法制备的碳纳米粒子。

本发明还提供了一种上述碳纳米粒子在血糖检测中的应用。

本发明通过水热碳化苯硼酸，从而直接制备带有硼酸基团的碳纳米粒子，通过荧光强度表征出碳纳米粒子和葡萄糖之间的反应，利用荧光分光光度计对反应结果进行检测，从而实现了以一种制作方法简单且绿色环保的碳纳米粒子对血清中葡萄糖含量进行定量检测的方法。

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1是本发明提供的碳纳米粒子的制备和应用流程图；

图2是根据本发明提供的碳纳米粒子的透射电镜图；

图3是根据本发明提供的碳纳米粒子紫外可见吸收光谱图和荧光光谱图；

图4是根据本发明提供的碳纳米粒子表面官能团的红外表征图；

图5是根据本发明提供的碳纳米粒子X射线光电子能谱（XPS）表征图；

图6是实施例1提供的碳纳米粒子与葡萄糖响应的荧光光谱图及浓度与光谱之间的对应关系。

具体实施方式

以下结合附图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。

如图1所示，本发明提供了一种碳纳米粒子的制备方法，其中，该方法包括：

（1）将5g/L至饱和浓度的苯硼酸溶液调节pH值至7-9；

（2）向pH值为7-9的苯硼酸溶液中通入氮气，除去溶液中的氧气，得到溶液M1；

（3）在160-200℃下，使所述溶液M1进行水热碳化反应，得到溶液M2；

（4）将所述溶液M2冷却，然后进行离心分离，提取分离出的上清液M3；

（5）将所述上清液M3进行透析，得到碳纳米粒子。

在所述制备方法中，为了使溶液达到pH值为7-9的要求，步骤（1）中，调节pH值采用pH值调节剂进行，其中，所述pH值调节剂根据本发明pH值采用本领域常规使用的pH值调节剂，在本发明中优选为NaOH

在所述制备方法中，为了使溶液中氧气得到更充分的去除，其中，在步骤（2）中，通入氮气的时间为0.5-2小时，优选为1-1.5小时。