一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D‑丙氨酸和D‑脯氨酸中的应用，D‑Ala和D‑Pro在DAAO存在下可以产生H

【技术实现步骤摘要】
一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用
本专利技术涉及一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用，属于电催化中非贵金属催化剂

技术介绍
研究表明，胃癌晚期治疗后的生存率远低于早期治疗的生存率，因此早期发现和及时治疗胃癌具有重要意义。然而大多数早期胃癌患者没有特定的症状，这给及时诊断带来了困难。早期胃癌的传统诊断方法包括内镜检查，活检和血液检查。然而这些方法都是复杂的、耗时的，依赖于设备良好的实验室设施并且会对人体组织造成创伤，因此迫切需要一种方便、快速、无创的胃癌检测方法。据报道，早期胃癌患者胃液和唾液中D-丙氨酸(D-Ala)和D-脯氨酸(D-Pro)的浓度分别为126.3-285.3μM和46.1-114.5μM，远高于健康人(分别为7.3-18.3μM和5.4-7.8μM)。因此，精确监测D-Ala和D-pro的浓度对胃癌的诊断具有重要意义。目前，已有许多检测方法被报道，包括色谱法、电化学发光法、电化学生物传感器法等。然而，比色法检测D-Ala和D-Pro很少报告。以前的研究已经报道D-氨基氧化酶(DAAO)可以选择性将D-Ala和D-Pro氧化生成H2O2，在过氧化物酶和H2O2的共同作用下，无色的TMB变成蓝色TMB。因此，D-Ala和D-Pro可作为胃癌检测的潜在生物标志物。纳米酶作为模拟酶和纳米材料的结合体，在过去的几年中经历了快速的发展，并且在分析传感和生物医学领域得到了广泛的应用，与天然酶相比，纳米酶的生产成本更低，更容易批量生产，稳定性更好。其中，碳基纳米酶由于其高稳定性、低成本和良好的生物相容性而具有吸引力。碳点作为一种典型的碳材料，由于具有高稳定性、低毒性和高的生物相容性引起了人们的广泛关注，在以往的研究中，已经发现碳点具有本征过氧化物酶活性。然而容易团聚，尺寸和形貌不均匀等因素降低了碳点的过氧化物酶活性。ZIF-8是一种典型的金属-有机骨架材料，骨架稳定，内部孔隙尺寸均匀(~1.9nm)，葡萄糖分子在液相中可以加载到ZIF-8的孔隙中在200℃下碳化生成碳点。特别地，通过氮掺杂方法也可以提高碳材料的过氧化物酶活性。然而，碳点和氮掺杂碳协同作用提高过氧化物酶活性在以前还没有报道过。
技术实现思路
针对目前碳材料过氧化物酶活性较低的问题，以ZIF-8为模板，葡萄糖为碳源，在200℃下得到尺寸均匀的碳点，然后在高温下进一步碳化得到氮掺杂碳包覆的碳点(CDs@NC)作为一种新型的过氧化物酶，然后利用该新型纳米酶的过氧化物酶活性对D-Ala和D-Pro进行了快速高效的检测。检测机理如下：D-Ala和D-Pro在DAAO存在下可以产生H2O2，而在H2O2和CDs@NC的共同作用下可以将无色的TMB变为蓝色的TMB，并且在紫外-可见光谱上652nm处显现出明显的吸收峰，基于紫外吸收峰强度随着D-Ala和D-Pro的浓度的变化，可以实现对D-Ala和D-Pro的检测。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用。D-Ala和D-Pro在DAAO存在下可以产生H2O2，在H2O2和CDs@NC的共同作用下将无色的TMB变为蓝色的TMB，并且在紫外-可见光谱上652nm处显现出明显的吸收峰，基于紫外吸收峰强度随着D-Ala和D-Pro的浓度的变化，可以实现对D-Ala和D-Pro的检测。进一步地，所述CDs@NC的制备方法为：①ZIF-8的制备：将4g二甲基咪唑溶解在60mL甲醇溶液中；将1.68gZn(NO3)2·6H2O溶解到20mL甲醇溶液中后加入上述溶液，室温下剧烈搅拌1h；将混合物在室温下孵育24h，无需搅拌；离心洗涤干燥，得到ZIF-8；②G@ZIF-8的制备：将200mgZIF-8粉末浸入葡萄糖溶液中，在室温下搅拌6h，离心分离白色沉淀，用EtOH/H2O=9：1的溶液洗涤三次，60℃真空下干燥一夜；③CDs@ZIF-8的制备：将G@ZIF-8粉末加热至200℃并保温，冷却到室温后获得CDs@ZIF-8；④CDs@NC的制备：将CDs@ZIF-8的粉末加热到900℃并保温得到CDs@NC。更进一步地，所述的葡萄糖溶液的浓度为1-3mM，溶液为EtOH/H2O=9：1的体积比制成。更进一步地，所述的G@ZIF-8粉末加热至200℃的气氛为N2，升温速率为5℃min-1，保温时间为3h。更进一步地，所述的CDs@ZIF-8的粉末加热到900℃的气氛为N2，升温速率为5℃min-1，保温时间为3h。有益效果本专利技术公开了一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用：（1）该方法无需使用昂贵大型仪器适用范围广，环境适应性好。（2）该方法涉及的纳米酶为碳材料，价格便宜，稳定性好，可以大量制备。（3）该方法可以检测D-丙氨酸(D-Ala)和D-脯氨酸(D-Pro)的浓度，对于进一步将该体系用于人体唾液样本的检测，对人体不造成任何伤害，操作更为简单，早期胃癌患者的无创诊断具有重要意义。附图说明图1中（A）氮掺杂碳包覆碳点的透射电子显微图像；(B)氮掺杂碳包覆碳点的高分辨透射电子显微图像；（C）碳点的晶格条纹像；图2中（A）向检测系统中加入不同浓度D-Ala后的紫外-可见吸收光谱图，从上到下D-Ala的浓度依次为0、10、20、30、50、100、200、300、400、500、600、800、1000μM；（B）反应体系在652nm处吸光度与D-Ala浓度间的关系，插图为其线性范围；图3（A）向检测系统中加入不同浓度D-Pro后的紫外-可见吸收光谱图，从上到下D-Pro的浓度依次为0、10、20、30、40、50、100、150、200、300、400、600、800、1000μM；（B）反应体系在652nm处吸光度与D-Pro浓度间的关系，插图为其线性范围；图4（A）检测体系抗干扰能力测试；（B）人体唾液样本的测试，样品1，2，3来自健康人；样品4，5，6来自胃癌患者；图5不同样品的吸光度，从上到下依次为CDs@NC-3、CDs@NC-2、CDs@NC-1、ZIF-8-900+CDs、CDs、ZIF-8-900,CDs@NC-1表示葡萄糖浓度为1mM；CDs@NC-2表示葡萄糖浓度为2mM；CDs@NC-3表示葡萄糖浓度为3mM；CDs表示将所制备的CDs@ZIF-8浸泡在1mMKOH溶液中刻蚀然后用乙醚过滤萃取所得到的碳点；ZIF-8-900表示不加葡萄糖直接加热至900℃的材料；ZIF-8-900+CDs是将ZIF-8-900与CDs机械混合得到的材料。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1（1）氮掺杂碳包覆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用。


2.根据权利要求1所述的碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用，其特征在于，D-Ala和D-Pro在DAAO存在下可以产生H2O2，在H2O2和CDs@NC的共同作用下将无色的TMB变为蓝色的TMB，并且在紫外-可见光谱上652nm处显现出明显的吸收峰，基于紫外吸收峰强度随着D-Ala和D-Pro的浓度的变化，可以实现对D-Ala和D-Pro的检测。


3.根据权利要求1所述的碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用，其特征在于，所述CDs@NC的制备方法为：
①ZIF-8的制备：将4g二甲基咪唑溶解在60mL甲醇溶液中；将1.68gZn(NO3)2·6H2O溶解到20mL甲醇溶液中后加入上述溶液，室温下剧烈搅拌1h；将混合物在室温下孵育24h，无需搅拌；离心洗涤干燥，得到ZIF-8；
②G@ZIF-8的制备：将200mgZIF-8粉末浸入葡萄糖溶液中，在室温下...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯一中，李哲，刘文栋，姜媛媛，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37