[发明专利]一种用于检测葡萄糖浓度的硼酸基荧光纳米探针（R-CDs/B2

说明书

本发明公开了一种用于检测葡萄糖浓度的硼酸基荧光纳米探针(R‑CDs/B₂O₃)。本发明以罗丹明B作为碳源，制成罗丹明碳量子点(R‑CDs)，进而嵌入由硼酸基质中，得到所述R‑CDs/B₂O₃。一方面硼酸可以与葡萄糖的1,2‑顺二醇基团特异性结合，用于检测葡萄糖浓度。另一方面，硼酸的引入解决了碳点的聚集诱导猝灭(AIQ)效应，赋予了碳点固态荧光。本研究属于纳米探针领域，具体涉及了R‑CDs/B₂O₃的制备及其检测葡萄糖浓度的应用，R‑CDs/B₂O₃通过以下方法合成：(1)将罗丹明B溶于氢氧化钠水溶液中，然后将该溶液转移到内衬聚四氟乙烯的高压釜中，并在180℃的马弗炉中加热8h，自然冷却至室温；(2)用盐酸沉淀反应液，抽滤，然后在60℃烘箱干燥3h，得到R‑CDs；(3)将R‑CDs和硼酸超声溶于纯化水中，旋转蒸发，60℃烘箱干燥24h，得到R‑CDs/B₂O₃。本发明所述制备过程简单，稳定性强，可重复性好，成本低，可作为检测葡萄糖的荧光探针。

技术领域

本研究属于荧光纳米探针领域，具体涉及了以硼酸为基质的荧光探针的制备及其检测葡萄糖浓度的应用。

背景技术

糖尿病是最常见的慢性疾病之一，据估计，到2045年，糖尿病成人人口将增加到6.93亿。人类血液中血糖水平异常会导致如失明、神经退化和肾衰竭等多种疾病，因此，对糖尿病患者管理和其他与糖代谢相关疾病的诊断来说，精确监测和控制体内葡萄糖尤为重要。目前，葡萄糖的传感主要有两种方法:一种是利用葡萄糖氧化酶(GOx)水解物监测葡萄糖。另一种方法是通过设计和合成一种荧光探针对葡萄糖进行传感。由于酶不稳定、高成本和易降解等原因，基于葡萄糖酶的传感器应用受到限制。相反，非酶体系的荧光探针，由于其高稳定性、低成本和容易制备而受到广泛的关注。

碳量子点(CDs)是以粒径小于10nm的碳质骨架和表面基团所构成的荧光纳米材料，因其具有毒性小、生物相容性好、发光波长可协调、抗光漂白性强，易于功能化等独特的优点而备受关注。由于CDs发光稳定、荧光性强、灵敏度高，响应速度快，因此碳量子点可用来检测和分析小分子有机物。为了更有效地传感，一般需要对CDs进行化学改性。根据CDs的表面化学性质，化合物可以通过物理吸附或官能团反应吸附在CDs表面，然而，在修饰过程中，由于AIQ效应，CDs的荧光强度下降，甚至在固态时荧光被猝灭，限制了CDs在传感中的应用。引入合适的无机基质能够解决CDs的AIQ效应，极大地减小单态和三重态之间的能隙，形成的玻璃态可以有效地保护CDs的激发三重态免于非辐射失活。因此，为了赋予CDs更多的功能，就需要找到一个合适的基质对CDs进行修饰。

硼在形成稳定的共价键分子网络方面与碳相似。在碳纳米材料发展的同时，硼纳米材料也得到了广泛的研究。低分子量含硼化合物因其独特的电子和物理化学性质而获得了重要的应用。含硼化合物的应用，如硼中子俘获治疗(BNCT)剂、药物载体和糖类传感剂，已经在被大量研究。其中，硼酸因低成本和高糖敏感性，同时基于硼酸可以与1,2-和1,3-二醇特异性结合，硼酸功能化的CDs可用于萄糖传感。此外，硼酸修饰的CDs成功解决了CDs的AIQ效应，保持了CDs固态荧光。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种用于检测葡萄糖浓度的硼酸基荧光纳米探针。

本发明所采取的技术方案如下：一种硼酸基荧光纳米探针，通过以下制备步骤得到：

(1)将罗丹明B溶于氢氧化钠水溶液中，然后将该溶液转移到内衬聚四氟乙烯的高压釜中，并在180℃的马弗炉中加热8h，自然冷却至室温，得到掺杂R-CDs的棕黄色混合液体；