[发明专利]基于石墨烯和点击化学的铜离子检测方法、其试剂盒及应用

说明书

本专利提供了一种基于石墨烯和点击化学的铜离子检测方法。通过一步化学反应，石墨烯表面即可修饰上炔烃基团，由于石墨烯具有非常强的荧光猝灭效应。因此其可以和含有叠氮基团的荧光分子在铜离子存在的情况下发生点击化学反应并猝灭铜离子的荧光，实现铜离子的高灵敏检测。由于石墨烯具有很大的比表面积，因此在修饰了炔烃的同一个石墨烯上面会有很多叠氮基团的反应位点，因此该反应的速度要快于小分子之间直接反应。该反应可以用于临床上铜离子代谢疾病的初步评估，也可以用于科研工作中细胞内铜离子的成像。

技术领域

本发明属于纳米传感领域领域，具体涉及一种基于石墨烯和点击化学的铜离子检测方法及应用。

背景技术

铜是生命体内必不可少的过渡金属元素，它和生命体的许多过程，比如基因表达，金属骨架蛋白的组成都息息相关。生命体内铜含量的异常预示着许多疾病的发生，比如Menkes病，肝豆核状变性等。实时的检测生理体系中的铜含量对于预示这类疾病具有重大的意义。

目前对于铜离子的检测的金标准是基于电感等离子体耦合技术的相关方法，这些方法可以精准的测量生理体系内的铜离子含量，但这些技术往往需要昂贵的仪器和专业的操作人员，非常不利于贫困地区的疾病筛查。一些有机荧光分子也可以用于对铜离子的检测，然而，为了能和铜离子有较高的亲和作用，这类分子往往需要复杂的合成工艺和提纯方法。此外，这类分子也多存在生物毒性大，水溶性差等弊端。一些基于纳米材料的比色方法也可以用来进行铜离子的检测。但是这些方法无法对细胞中的铜离子进行成像。综上所述，制备一种成本低廉，合成用户友好，对铜离子有特异性相应并且可以用于生理体系内铜离子检测的检测体系非常有必要。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供了一种基于石墨烯和点击化学的铜离子检测方法及应用。

在阐述本发明的技术方案之前，定义本文中所使用的术语如下：

术语“HEPES缓冲液”是指：4-羟乙基哌嗪乙磺酸缓冲液；

术语“PBS缓冲液”是指：磷酸盐缓冲液；

术语“乙炔-PEG4-NHS”是指：乙炔-四聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺酯。

术语“乙炔-C_n-NHS”是指:

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于石墨烯和点击化学的铜离子检测方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将炔烃修饰的石墨烯与含有叠氮基团的罗丹明在PBS缓冲液中混合，所述炔烃修饰的石墨烯浓度优选为10～100mg/mL，更优选为30～80mg/mL，最优选为50mg/mL；

(2)将待测样品与抗坏血酸加入到步骤(1)制备的混合液中；

(3)对步骤(2)得到的混合液进行荧光光谱的测量。

根据本发明第一方面的方法，其中，所述炔烃修饰的石墨烯通过以下方法制备：

(a)将氨基修饰的石墨烯溶解在甲醇溶液中，所述甲醇溶液体积分数优选为1～20％，更优选为5～15％，最优选为10％；

(b)将步骤(a)所得的石墨烯溶液加入到HEPES缓冲液中，并加入炔烃-NHS，搅拌，制得炔烃修饰的石墨烯。

优选地，步骤(a)中，所述溶解过程为将混合溶液超声1～8小时，优选为1～5小时，最优选为3小时

步骤(b)中，所述HEPES缓冲液pH为7.4，浓度为0.01～1M，优选为0.05～0.2M，最优选为0.1M。