[发明专利]一种利用石墨烯量子点检测叶绿素和类胡萝卜素含量的荧光分析方法

说明书

本发明属于光谱分析检测技术领域，公开了一种利用石墨烯量子点检测叶绿素和类胡萝卜素的含量。包含以下步骤：制备红色荧光和蓝色荧光的石墨烯量子点；将获得的石墨烯量子点与提取的叶绿素和类胡萝卜素结合后石墨烯量子点的荧光发生猝灭；利用叶绿素和类胡萝卜素的浓度与石墨烯量子点荧光强度猝灭效率之间的关系实现对叶绿素和类胡萝卜素浓度的检测。本发明的优点是成本低，操作简单，能够准确检测叶绿体中叶绿素的含量，具有较好的运用前景。

技术领域

本发明属于荧光分析检测技术领域，具体涉及一种利用叶绿素和类胡萝卜素对石墨烯量子点荧光强度的猝灭效应来检测叶绿素和类胡萝卜素的含量。

背景技术

植物叶绿体中的色素是绿色植物进行光合作用的重要物质，在光合作用过程中参与光能的吸收、传递和转换等过程。高等植物叶绿体中的色素主要包括叶绿素和类类胡萝卜素，其中叶绿素主要分为叶绿素a和叶绿素b，类胡萝卜素主要分为胡萝卜素和叶黄素，叶绿素是植物吸收光能的主要色素，类胡萝卜素在光合作用中的作用是辅助性质的，它们吸收的光能只有传递给叶绿素之后才能在光合作用中发挥作用。叶片中光合色素含量不同,会影响植物光合效率,还引起叶片颜色的变化，因此叶绿素和类胡萝卜素含量的精确测定是农作物生长状况、植物病理诊断等的重要指标。

叶绿素分子是由两部分组成的：核心部分是一个中央有一个镁原子的卟啉环，其功能是光吸收；另一部分是一个很长的脂肪烃侧链，称为叶绿醇，其功能是叶绿素用这种侧链插入到类囊体膜。各种叶绿素之间的结构差别很小，叶绿素a的分子式为C₅₅H₇₂O₅N₄Mg，叶绿素b的分子式为C₅₅H₇₀O₆N₄Mg，两者仅在吡咯环Ⅱ上的附加基团上有差异：前者是甲基，后者是甲醛基。胡萝卜素是一种不饱和碳氢化合物，分子式为C₄₀H₅₆,叶黄素是胡萝卜素含氧的衍生物,分子式为C₄₀H₅₆O₂。

各种植物叶片中叶绿素和类胡萝卜素都可溶于丙酮、乙醇、石油醚、四氯化碳等溶剂，因此可以用有机溶剂研磨提取或浸泡提取。不同类型的色素对光的吸收也是不同的,叶绿素的吸收光谱主要分布在波长为640nm-660nm的红光部分和波长为430nm-450nm的蓝紫光部分，类胡萝卜素的吸收光谱主要分布在440nm-450nm。

石墨烯量子点具有可调谐的光致发光特性、优异的物理化学特性、高的光稳定性、生物相容性和体积小而具有巨大的生物医学应用潜力而受到广泛关注。石墨烯量子点表面可以修饰许多种官能团，能够通过电荷、化学键等相互作用和很多物质结合，因此石墨烯量子点常被用于制作荧光探针。

发明内容

本发明的目的在于为叶绿素和类胡萝卜素含量的检测提供一种新的简单测量方法，能够准确快速方便测定叶绿体中色素的含量。

本发明的技术方案为：一种利用石墨烯量子点来检测叶绿素和类胡萝卜素的含量的方法。具体技术方案如下：

(1)、制备发光波长在红光波段和蓝光波段的石墨烯量子点；

(2)、利用荧光分光光度计分别测得步骤(1)中的红色荧光、蓝色荧光石墨烯量子点溶液中加入叶绿素与类胡萝卜素待测混合溶液之前的荧光强度F_R0、F_B0和之后的荧光强度F_R1，F_B1；

(3)、将步骤(2)中得到的(F_R0-F_R1)/F_R0带入已知的叶绿素浓度与红色荧光石墨烯量子点荧光强度的标准关系曲线中得到待测混合溶液中叶绿素的浓度C₁，并将C₁带入已知的叶绿素浓度与蓝色荧光石墨烯量子点荧光强度的标准关系曲线中得到对应的蓝色荧光强度F_B2；