[发明专利]钴离子配位型硼量子点基于酶催化反应的乳酸荧光纳米生物探针的制备方法

说明书

本发明的效果是公开了一种钴离子配位型硼量子点基于酶催化反应的乳酸荧光纳米生物探针的制备方法。以硼粉末为前体，在钴离子存在下，采用超声辅助的液相剥离方法制备钴离子配位硼纳米片，加入谷胱甘肽GSH，对混合液进行溶剂热处理，制备GSH表面修饰的钴离子配位硼量子点Co@BQDs。在乳酸氧化酶LOx存在下，乳酸LA被LOx酶催化氧化产生丙酮酸和过氧化氢Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;，而Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;的氧化作用使Co‑BQDs的荧光发生淬灭。通过拟合Co‑BQDs荧光发射峰强度与对应混合体系中LA浓度之间的线性关系，构建了基于Co‑BQDs和LOx酶催化反应的荧光纳米生物探针，用于生物流体中乳酸的高特异性定量检测。

技术领域

本发明属于金属离子配位硼量子点和乳酸荧光纳米生物探针的制备技术领域，具体涉及一种钴离子配位型硼量子点基于酶催化反应的乳酸荧光纳米生物探针的制备方法，该制备的探针可用于生物流体中乳酸的高特异性定量检测。

背景技术

硼原子核外仅有三个电子，呈现严重的缺电子状态，硼元素sp²价电子易杂化，且配位数大，共价半径短，易与其它元素形成强而有方向的键。理论计算研究表明，二维硼烯的结构暴露于空气中是不稳定的，硼(B)易与氧气(O₂)反应生成硼氧化物，硼烯的结构发生氧化和降解，进而影响其性能。密度泛函理论研究表明，B-O/B-O-B之间强共价键可引起硼烯的结构破坏和重构，而硼-金属离子之间的离子相互作用对硼烯的结构影响甚微。在硼烯的剥离过程中，过渡金属离子进入片层结构促进剥离，硼烯也可抑制过渡金属离子聚集。过渡金属离子(M)掺杂后与硼(B)形成“M-B”配位，有效避免了B-O/B-O-B键的形成，进而抑制了硼烯的结构氧化、重构、破坏和降解，确保获得硼烯的优异性能及其稳定性。

近年来有关二维硼烯或硼纳米片的实验研究陆续开展，在储能、传感、电催化、生物医学等重要领域展现出应用前景。经文献检索，有关零-维硼量子点的实验制备和应用研究报道较少，主要涉及硼量子点的光声成像介导光热治疗(T. Guo, Q. Tang, Y. Guo, H.Qiu, J. Dai, C. Xing, S. Zhuang, G. Huang, Boron quantum dots for photoacoustic imaging-guided photothermal therapy,  ACS Appl. Mater. Interfaces,2021,  13, 306.)，边缘缺陷引发光热效应(L. Wang, S.M. Xu, S. Guan, X. Qu, G.I.N.Waterhouse, S. He, S. Zhou, Highly efficient photothermal heating viadistorted edge-defects in boron quantum dots,  J. Mater. Chem. B, 2020,  8,9881.)，晶体半导体特征研究(J. Hao, G. Tai, J. Zhou, R. Wang, C. Hou, W. Guo,Crystalline semiconductor boron quantum dots,  ACS Appl. Mater.  Interfaces,2020,  12, 17669.)等。目前，尚未有关于过渡金属钴离子(Co²⁺)掺杂液相剥离制备钴配位硼量子点(Co-BQDs)及其荧光纳米生物探针检测乳酸的国内外文献和专利报道。