[发明专利]一种PEI功能化绿色荧光碳点制备方法及基于该碳点的凝血酶检测方法

说明书

本发明公开一种PEI功能化绿色荧光碳点制备方法及基于该碳点的凝血酶检测方法，采用苹果酸和聚乙烯亚胺(PEI)为前驱体利用水热法一步制备出PEI功能化的绿色荧光碳点，方法简单易行、原料廉价易得、成本低、产出高，适合批量生产，制备的碳点发射波长长；本发明为高阳离子密度的PEI功能化碳点，不仅可以提高了碳点的发光效率和分散性，同时还能使碳点表面带有丰富的正电荷、量子产率高；基于绿色荧光碳点的凝血酶检测方法，碳点和适配体均未修饰，采用了免标记的方法，很大程度的简化了合成步骤，同时降低了；具有操作成本低、制备工艺简单，反应条件温和易于推广的特点。

技术领域

本发明属于荧光碳纳米材料、生物传感技术领域，涉及一种PEI功能化绿色荧光碳点制备方法及基于该碳点的凝血酶检测方法。

背景技术

碳点是一种新型的零维碳纳米材料。除了具有优良的荧光性能，碳点还具有毒性低、生物相容性好、制备步骤简单温和、易于表面修饰以及原料丰富廉价等优点。因此，碳点可作为半导体量子点和有机染料的替代物而被应用于生物医学领域。

目前碳点的合成方法主要有激光烧蚀法、电化学法、热解法、酸氧化法、微波法、超声法和水热法。采用不同的制备方法得到的碳点性能亦有所不同。然而，这些方法所制备的碳点绝大部分限于短波长发光，大多发出蓝色荧光，而生物体的细胞或组织具有较强的自体蓝色荧光，将这些碳点用于细胞成像或生物组份测定时不利于靶信号与背景信号的区分，背景干扰大。

虽然近两年来已有关于长波长荧光碳点的报道，但是这些前瞻性的工作仍然存在着许多亟待解决的问题，主要表现在碳点的荧光在长波长区域(大于500nm)发射效率低以及水溶性差的缺陷，从而限制了碳点在生物医学等领域的进一步发展应用。因此，制备长波长高荧光量子产率的碳点是目前人们一直追求的目标。

凝血酶是一种多功能丝氨酸蛋白酶，在血液凝固、血管生成、肿瘤生长和转移的诊断等分子生物学中发挥着重要作用。此外，凝血过度还会导致体内血栓栓塞等疾病的发生，甚至会造成机体死亡。因此，建立简单、快速检测凝血酶含量的方法对临床疾病的早期诊断、病程发展、预后以及疗效的监测和评估等都具有非常重要的意义。

核酸适配体是一类寡核苷酸序列，通过其特定的三维结构可以与靶标高特异性、高亲和力地结合，且目标分子范围广，不仅能特异性识别小分子、蛋白质，甚至还可以与整个细胞结合。这表明核酸适配体作为识别元件可明显地拓宽相关传感器的应用范围。近年来，基于适配体的荧光生物传感器已成为代替传统检测方法的潜在选择。一系列用于凝血酶检测的荧光适配体传感器已有报道。但这些方法往往需要对适配体进行化学修饰或利用一些先进的纳米材料、荧光素等作为荧光基团来标记核酸适配体，这样的修饰和标记工作不仅耗时、复杂、增加了成本而且降低了核酸适配体对目标物的亲和力。因此，发展非标记型荧光适配体传感器用于凝血酶检测尤为重要。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制备强烈绿色荧光的PEI功能化绿色荧光碳点制备方法及基于该碳点的凝血酶检测方法，制备的碳点长波长、量子产率高，并提供了一种以正电荷碳点作为荧光探针，适配体作为识别探针高选择性的凝血酶检测新方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种PEI功能化绿色荧光碳点制备方法，包括以下步骤：

(1)、按质量比1:5～4:1将苹果酸和PEI溶于超纯水中，搅拌均匀后置于反应釜中，在120～220℃条件下水热反应3～12h，得到棕黄色溶液；

(2)、将步骤(1)得到的棕黄色溶液经过抽滤，除去大颗粒杂质，滤液经真空干燥，得到固体粉末；

(3)、向步骤(2)得到的固体粉末中加入无水乙醇，超声后并离心，除去上清液、沉淀冷冻干燥得到纯化的碳点。

进一步，所述步骤(3)中离心转速为13000rpm-16000rpm，离心时间为10-30min。