[发明专利]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

说明书

本发明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Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;，在Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;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652 nm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的快速检测。该方法无需使用昂贵大型仪器适用范围广，环境适应性好。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。

技术领域

本发明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领域。

背景技术

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126.3-285.3 μM和46.1-114.5 μM，远高于健康人(分别为7.3-18.3 μM和5.4-7.8 μM)。 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(~1.9 nm)，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。

发明内容

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。

本发明是通过以下技术方案实现的：