[发明专利]一种利用过渡金属掺杂的碳量子点检测葡萄糖含量的方法

说明书

本发明属于电化学检测技术领域，具体涉及一种利用过渡金属掺杂的碳量子点检测葡萄糖含量的方法。包括：(1)将碳源与过渡金属源溶于水，得到混合溶液，然后进行水热反应，得到过渡金属掺杂的碳量子点溶液；(2)将步骤(1)得到的过渡金属掺杂的碳量子点溶液进行稀释，与成膜溶液混合后，滴涂于打磨好的玻碳电极上，烘干，即得修饰电极；(3)将步骤(2)得到的修饰电极作为工作电极，利用电化学检测技术，在碱性环境下，检测被测物中的葡萄糖含量。本发明方法原料易得，价格低廉、毒性低等优点，对葡萄糖的检测具有较好的灵敏度以及较强的抗干扰性。

技术领域

本发明属于电化学检测技术领域，具体涉及一种利用过渡金属掺杂的碳量子点检测葡萄糖含量的方法。

背景技术

葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质，是人类生命活动所需能量的重要来源。在微生物发酵生产中，常以葡萄糖含量作为发酵生产产品品质、过程控制的常规生化指标。目前，对于葡萄糖含量的检测，现行国家专业标准及国际美国分析化学家协会(AOAC)推荐方法中，以传统的容量分析法为主，如斐林试剂滴定法和高锰酸钾滴定法。但此类方法操作较为繁琐，周期较长，对滴定终点的判断带有经验性，误差较大，对葡萄糖含量的结果评价不够准确。除经典的容量分析方法，仪器分析方法如比色法、荧光法、色谱及其联用技术以及电化学分析技术等可以监测葡萄糖的含量。但是荧光法、色谱及其联用技术等方法存在样品前处理较为繁琐，测定成本较高等局限性；对于比色法而言，影响显色反应的因素较多。电化学分析技术因具有操作简便，快速实时，易于小型化的优点受到科学研究者更多的关注，然而，应用于生物发酵过程中的酶电极法极易受到环境因素的影响。因此，对发酵体系中葡萄糖的高效、准确、快速、高灵敏的监测，成为食品和发酵生产过程的重要任务，可为发酵过程的科学管理和规划，提供科学依据。

过渡金属材料在葡萄糖无酶电化学检测中表现出良好的电催化活性，如线性范围较宽，灵敏度较高，选择性较好等优点。很多文献报道使用贵金属金属材料及其氧化物及氢氧化物应用于无酶葡萄糖的电化学检测。但是，贵金属的应用，价格高昂，具有毒性，容易造成环境污染；且贵金属氧化物和氢氧化物其导电性较差，导致其应用在电化学检测过程中的电子传递效率相对较低，导致检测灵敏度不高。

碳量子点作为一种新型的碳基纳米材料，具有制备方法简单，成本低廉，光电性能优良，水溶性较好等特点。已有文献报道通过碳量子点对玻碳电极进行修饰，对三氯生以及多巴胺的含量进行检测分析(H.Dai,et al.,Electrochimica Acta,80(2012)362-367；Q.Huang,et al.,The Analyst,138(2013)5417-5423.)。近年来，科学工作者通过对碳量子点的表面钝化，功能化以及杂原子掺杂的方式来提高碳量子点的光电性能。其中，因杂原子掺杂的方式的制备方法简单而备受关注。然而，大量研究集中于非金属掺杂的碳量子点的制备及性能研究。目前，基于过渡金属掺杂的碳量子点应用于葡萄糖含量检测的电化学阻抗分析的报道较少。

发明内容

为了解决现有技术中存在的电化学阻抗技术测定葡萄糖的含量的灵敏度不高的缺陷，本发明在于提供一种利用过渡金属掺杂的碳量子点检测葡萄糖含量的方法。本发明原料易得，价格低廉，毒性低，方法简便，灵敏度较优。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种利用过渡金属掺杂的碳量子点检测葡萄糖含量的方法，包括如下步骤：

(1)碳量子点制备：将碳源与过渡金属源溶于水，得到混合溶液，然后进行水热反应，冷却、离心、过滤，得到过渡金属掺杂的碳量子点溶液，备用；

(2)修饰电极制备：将步骤(1)得到的过渡金属掺杂的碳量子点溶液进行稀释，与成膜溶液混合后，滴涂于打磨好的玻碳电极上，烘干，即得修饰电极；

(3)将步骤(2)得到的修饰电极作为工作电极，利用电化学检测技术，在碱性环境下，检测被测物中的葡萄糖含量。