[發(fā)明專利]具有雙檢測功能的碳點/殼聚糖檢測器及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107121418B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王藝峰;胡倩;王霞;秦超然;郭傳航;栗雪倩;蔡秀如;朱玉潔
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N27/27
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發(fā)明提供了用一種電沉積方法構(gòu)建的具有雙檢測功能的碳點/殼聚糖檢測器。具有雙檢測功能的碳點/殼聚糖檢測器的制備方法，它包括如下步驟：1）碳點/殼聚糖復(fù)合物電沉積液的制備；2）碳點/殼聚糖的電沉積及檢測器的構(gòu)建。碳點/殼聚糖檢測器應(yīng)用于雙功能檢測。本發(fā)明具有制備方法簡單，操作方便，制備條件溫和，易于控制，設(shè)備簡便，節(jié)能環(huán)保，成本低廉等優(yōu)點。所構(gòu)建的碳點/殼聚糖檢測器同時具備電化學(xué)檢測和熒光檢測兩種檢測功能，從而可以更好地達(dá)到對一些物質(zhì)的檢測效果。該碳點/殼聚糖檢測器在檢測器和生物傳感器領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料、納米材料、生物電子器件等領(lǐng)域，特別是涉及一種用電沉積方法構(gòu)建的具有雙檢測功能的碳點/殼聚糖檢測器及其制備方法。

背景技術(shù)

碳點(Carbon dots,CDs)是指粒徑小于10nm具有光致發(fā)光性能的碳納米粒子。碳點作為一種新型的熒光量子點，與傳統(tǒng)的量子點相比，具有無毒性、生物相容性好等優(yōu)點[Journal of Materials Chemistry,2012,22(46):24230-24253]。近年來，由于碳點的光致發(fā)光性、光穩(wěn)定性、發(fā)光強度可以調(diào)節(jié)等性能，其被廣泛應(yīng)用于檢測金屬離子、有機小分子、陰離子以及生物分子等。其作用原理可以概括為，被測物質(zhì)與碳點發(fā)生反應(yīng)，改變了碳點表面的電子空穴分布，從而發(fā)生了熒光碳點的熒光強度的猝滅或者增強，這樣就實現(xiàn)了對被測物質(zhì)的定量或者定性的分析。例如：碳點檢測金屬離子Fe³⁺，利用熒光碳點作為熒光探針，與Fe³⁺作用，碳點與三價鐵離子之間產(chǎn)生了一種穩(wěn)定的非熒光物質(zhì)，導(dǎo)致了靜態(tài)的熒光猝滅，從而實現(xiàn)對Fe³⁺的檢測。[分析化學(xué),2016,44(5):804-808.]

目前，已有一些關(guān)于碳點檢測應(yīng)用方面的研究，例如Jiang等人探索了以碳點制備電化學(xué)檢測器對人體中的多巴胺進行檢測[Journal of Colloid&Interface Science,2015,452:199-202]，Du等人探索了碳點的熒光特性制備熒光探針對尿液中的碘進行選擇性的檢測[Microchimica Acta,2013,180(5):453-460]。上述研究表明碳點在電化學(xué)檢測和熒光檢測方面的巨大潛力以及廣闊的應(yīng)用前景，值得我們進一步的研究和探索。然而，上述的檢測應(yīng)用都只單獨地利用了碳點的熒光特性進行檢測或者利用了碳點的電化學(xué)性能進行檢測，檢測方法均存在一定的不足，例如檢測特異性不高，檢測抗干擾性不佳等。因此，尋找一種能夠綜合利用碳點特性的高效檢測手段仍然是需要人們努力解決的技術(shù)問題。

殼聚糖是甲殼素脫乙酰基的產(chǎn)物，廣泛存在于昆蟲、甲殼類動物的外殼中。它具有良好的生物相容性、生物可降解性、無毒、來源廣泛且價格低廉等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。同時，殼聚糖可以作為合成碳點的碳源，采用殼聚糖水溶液微波原位法合成碳點/殼聚糖納米復(fù)合生物材料，不僅綠色環(huán)保，又方便快捷，同時有利于進一步構(gòu)建碳點/殼聚糖復(fù)合材料檢測器。殼聚糖是一種被廣泛研究的具有電刺激響應(yīng)性，能夠在外加電信號激發(fā)下進行電沉積的生物大分子，它還是一種具有pH響應(yīng)性和成膜性能的氨基多糖。在pH降低時，殼聚糖的氨基能夠被質(zhì)子化，使它成為可以溶解的陽離子聚電解質(zhì)；而當(dāng)pH升高時，殼聚糖的氨基去質(zhì)子化變成不能溶解的狀態(tài)。更重要的是，殼聚糖的這種溶解-不溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)變發(fā)生在pH＝6～7的范圍[Biofabrication,2010,2(2):022002]，而這種pH范圍特別適合一些生物技術(shù)方面的應(yīng)用。