[发明专利]针对葡萄糖的双色比率型量子点气凝胶微传感器及其应用

说明书

本发明公开了一种针对葡萄糖的双色比率型量子点气凝胶微传感器，该传感器包括具有流体入口和流体出口的微流控芯片本体，在芯片本体内还设置有一与流体入口与出口相连的检测腔，并在检测腔中合成了能够用于检测葡萄糖的双色比率型量子点气凝胶结构；这种气凝胶结构能够针对不同含量的葡萄糖溶液反映出不同的荧光颜色，能够让人通过肉眼与仪器分析得到所测溶液的葡萄糖含量。本发明还公开了微传感器在葡萄糖可视化定性检测和定量检测中的应用。本发明的检测装置携带便携，既能实现定性的快速可视化分析，也能实现高灵敏度的定量分析。

技术领域

本发明涉及气凝胶传感器技术，特别是涉及一种针对葡萄糖的双色比率型量子点气凝胶微传感器及其应用。

背景技术

荧光量子点由于其受激发出的荧光具有优异的光谱特性和稳定的光化学性，且其荧光颜色能够由其尺寸决定而不改变表面组成物等特点，因此被作为一种理想的荧光材料而应用于葡萄糖光化学酶生物传感器之中。

基于量子点的荧光检测方法根据其信号输出模式可以分为单发射型和比率荧光型。单发射型荧光检测方法就是具有单一发射波长的量子点会因检测物的存在其荧光强度会增大或减少，通过测量其荧光强度的变化程度从而实现检测物定量检测的技术。比率型荧光检测则是以具有两种不同发射波长的荧光材料作为标记物进行检测，这两种不同发射波长处的荧光强度会由于检测物的存在发生不同程度的变化进而使得这两种不同发射波长处的荧光强度的比值进行改变，通过测量其荧光强度比值的变化程度从而实现检测物定量检测的技术。

单发射型荧光检测方法凭借其简单有效、直接方便、响应时间短等优点所以受到了人们的广泛研究，并用于生化、医疗、环境监测等各个领域。但是由于单发射型量子点荧光强度容易受到人为操作和环境的影响，特别是对于可视化检测来说，其荧光更是受到环境光和人为主观因素的干扰，所以近年来，人们开始利用具有不同发射波长的荧光量子点来组装复合材料实现对检测物的检测。该种检测方法的关键是通过将一种对检测物不敏感的荧光材料作为内参，其荧光强度不随检测物改变，而另一种发射波长的荧光量子点荧光强度会随检测物浓度变化，通过这种办法可以消除环境中不必要的干扰，提高检测的准确度和灵敏度，也能使人的肉眼更好的分辨荧光颜色的变化，提高可视化检测的精准度。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，本申请提供了一种检测方便、稳定的针对葡萄糖的双色比率型量子点气凝胶微传感器，并提供了所述微传感器在实现可视化定性检测葡萄糖和仪器定量检测葡萄糖中的应用。

技术方案：本发明所述的一种针对葡萄糖的双色比率型量子点气凝胶微传感器，包括微流控芯片，所述微流控芯片包括芯片上层和芯片基质衬底，以及设置在芯片上层和芯片基质衬底之间的检测腔，所述检测腔两端分别连通流体入口和流体出口；所述检测腔内合成有用于检测葡萄糖的双色比率型量子点气凝胶C/CdTe-GOx。

其中，所述芯片上层与芯片基质衬底相邻两层间结合方式为不可逆的等离子体氧化粘结或高分子材料粘结。

进一步的，所述检测腔内的C/CdTe-GOx气凝胶由发射红色荧光的碲化镉量子点CdT eQDs、发射绿色荧光的碳点CDs和葡萄糖氧化酶GOx通过冷冻干燥法制成。

具体的，所述C/CdTe-GOx气凝胶的制备方法包括以下步骤：

(1)利用水相合成法将2.5水合氯化镉、硼氢化钠、谷胱甘肽、亚碲酸钠合成为CdTeQDs溶液，并将其提纯作为CdTe QDs原液；

(2)利用水热法将柠檬三酸乙酯和乙二胺合成CDs溶液，并将其提纯作为CDs原液；

(3)将步骤(1)的CdTe QDs原液稀释1～3倍和步骤(2)的CDs原液稀释1～3倍并按照体积比1：0.5～4混合后加入GOx，将混合溶液通入微流控芯片检测腔；

(4)将微流控芯片冷冻干燥得到C/CdTe-GOx气凝胶。