一種基于氧化石墨烯/納米金的氨基酸快速光學(xué)檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感方法的設(shè)計(jì)，尤其涉及一種基于氧化石墨稀/納米金的氨基酸快速光學(xué)檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化石墨烯是近年來一種熱門的碳納米片材料。其上豐富的含氧官能團(tuán)使得它具有如良好的親水性、獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)以及可修飾性等特性，并使其可以與諸如納米金等成熟納米材料復(fù)合形成新型納米復(fù)合材料。這些復(fù)合物集合了氧化石墨烯及其上復(fù)合的納米物質(zhì)的優(yōu)異特性，展現(xiàn)出更為優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)、化學(xué)性質(zhì)，在生物傳感、熒光檢測等領(lǐng)域具有很大應(yīng)用價(jià)值。氨基酸作為蛋白的基礎(chǔ)組成單位，是大多數(shù)生命過程的重要參與者，氨基酸的檢測對研究復(fù)雜生命活動(dòng)、探究蛋白作用機(jī)理具有指導(dǎo)作用。利用氧化石墨烯與納米金的復(fù)合物(氧化石墨烯/納米金)的優(yōu)異特性，發(fā)展一種基于該復(fù)合物的快速檢測特定氨基酸的傳感方法，不僅有助于探究該復(fù)合物在生物傳感方面的特性，同時(shí)在藥物效能檢測、臨床監(jiān)測等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于氧化石墨烯/納米金的氨基酸快速光學(xué)檢測方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種基于氧化石墨烯/納米金的氨基酸快速光學(xué)檢測方法，包括以下步驟:
[0005](I)氧化石墨烯納米片分散液的配置:取氧化石墨烯粉末分散在去離子水中，獲得lmg/mL的氧化石墨稀分散液，然后進(jìn)行冰水浴超聲30分鐘，再以3000r.p.m.的速度離心30分鐘，取上清液，得到氧化石墨烯分散液；
[0006](2)氧化石墨烯/納米金復(fù)合物的合成:所有待用的玻璃器皿需要先用王水浸泡10分鐘，以防引入雜質(zhì)影響合成。然后將1.225mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的氯金酸溶液和3mL氧化石墨烯分散液混合靜置30分鐘后不停攪拌并加熱至80°C。再向混合液中一次性加入2.1mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)I %的檸檬酸鈉溶液，繼續(xù)在80°C下攪拌加熱I小時(shí)。之后，先停止加熱，再攪拌15分鐘后將獲得的溶液避光放涼至室溫，然后以3000r.p.m.的速度離心10分鐘并取上清液，即得氧化石墨烯/納米金復(fù)合膠體溶液，置于4°C冷藏備用；
[0007](3)標(biāo)準(zhǔn)濃度依賴曲線的建立:將谷氨酸、天冬氨酸和半胱氨酸三種氨基酸分別配置10 3mol/L?0.lmol/L之間的任意五種濃度的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液，分別將0.2mL的這些溶液與2mL氧化石墨烯/納米金復(fù)合膠體溶液混合，即溶液體積比10:1，并以2800r.p.m.振蕩一分鐘，然后將得到的混合液加入光譜儀比色皿，設(shè)置積分時(shí)間為100ms，掃描范圍為400nm?800nm，對這些氨基酸標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液進(jìn)行可見光吸收度檢測，每個(gè)濃度重復(fù)測量5次，之后以每種濃度的這些溶液在680nm與528nm的吸收度比值的平均值為縱坐標(biāo)，以溶液濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)濃度依賴曲線，作為后續(xù)氨基酸檢測的標(biāo)定曲線；
[0008](4)基于氧化石墨烯/納米金的氨基酸快速光學(xué)檢測:取0.2mL待測氨基酸溶液與2mL氧化石墨烯/納米金復(fù)合膠體溶液混合，所述待測氨基酸溶液為谷氨酸、天冬氨酸或半胱氨酸中的一種，重復(fù)步驟3的測量步驟測量3-5次，得到該溶液穩(wěn)定的特征光譜及其在680nm與528nm穩(wěn)定的吸收度比值，當(dāng)待測溶液已知種類未知濃度時(shí)，將該吸收度比值代入步驟3得到的對應(yīng)的氨基酸標(biāo)準(zhǔn)濃度依賴曲線，得到對應(yīng)濃度，即完成待測溶液的濃度檢測；而當(dāng)帶測溶液已知濃度(10 3mol/L?0.lmol/L之間)未知種類時(shí)，將得到的吸收度比值和濃度同時(shí)代入三種標(biāo)準(zhǔn)濃度依賴曲線，該點(diǎn)距離最近的曲線對應(yīng)的氨基酸種類即為該溶液的氨基酸種類，即完成待測溶液氨基酸種類檢測，綜上即完成基于氧化石墨烯/納米金的氨基酸快速光學(xué)檢測過程。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明將通過一步法合成了氧化石墨烯/納米金復(fù)合物并成功構(gòu)建了基于該復(fù)合物的光學(xué)傳感方法用于特定氨基酸(谷氨酸、天冬氨酸和半胱氨酸)的快速檢測。該方法步驟簡單、操作簡便、成功率高、檢測穩(wěn)定性好，易于推廣使用。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明氧化石墨烯/納米金復(fù)合物制備并傳感檢測氨基酸過程圖；
[0011]圖2為本發(fā)明氧化石墨烯/納米金復(fù)合物紫外吸收光譜表征圖；
[0012]圖3為本發(fā)明氧化石墨烯/納米金復(fù)合物動(dòng)態(tài)光散射表征圖；
[0013]圖4為本發(fā)明氧化石墨烯/納米金復(fù)合物分別與不同濃度谷氨酸溶液發(fā)生反應(yīng)后紫外吸收光譜圖；
[0014]圖5為本發(fā)明氧化石墨烯/納米金復(fù)合物分別與不同濃度天冬氨酸溶液發(fā)生反應(yīng)后紫外吸收光譜圖；
[0015]圖6為本發(fā)明氧化石墨烯/納米金復(fù)合物分別與不同濃度半胱氨酸溶液發(fā)生反應(yīng)后紫外吸收光譜圖；
[0016]圖7為本發(fā)明氧化石墨烯/納米金復(fù)合物分別檢測不同濃度谷氨酸、天冬氨酸和半胱氨酸溶液得到的680nm和528nm處紫外吸收度與物質(zhì)濃度之間的統(tǒng)計(jì)對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述，但并不是限制本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明基于氧化石墨烯/納米金的氨基酸快速光學(xué)檢測方法如圖1所示，包括以下步驟:
[0019]1、配置氧化石墨烯納米片分散液
[0020]取5mg Hummers法制得的純凈氧化石墨稀粉末加入5mL去離子水中，加入冰水浴(0°C )中在40W功率下超聲30分鐘，使得氧化石墨烯在水中呈棕色片狀分散，再將該液體以3000r.p.m.離心30分鐘去除多余懸浮物質(zhì)，濾去少量沉淀，得到的離心上清液即為棕色氧化石墨烯分散液。
[0021]2、一步法合成氧化石墨稀/納米金復(fù)合物
[0022]所有待用的玻璃器皿需要先用王水浸泡10分鐘，以防引入雜質(zhì)影響合成。然后將1.225mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)I %的氯金酸溶液和3mL的上述獲得的氧化石墨烯分散液混合，靜置30分鐘后開始攪拌加熱。加熱至80°C后向混合液中一次性加入2.1mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的檸檬酸鈉溶液，保持溫度在80°C繼續(xù)攪拌一小時(shí)。之后停止加熱，再攪拌15分鐘后停止攪拌。將獲得溶液避光放置至室溫后，將溶液以3000r.p.m.的速度離心10分鐘，取上清液，即得氧化石墨烯/納米金復(fù)合物溶液，置于4°C條件下備用。
[0023]得到的氧化石墨烯/納米金復(fù)合物的特征表征如下:
[0024]首先對本發(fā)明最終獲得的氧化石墨烯/納米金膠體溶液進(jìn)行紫外-可見光吸收光譜掃描，取2mL氧化石墨烯/納米金膠體溶液加入光譜儀測試腔(石英皿)中，光譜儀可以采用海洋光學(xué)的USB2000+產(chǎn)品，具體測試參數(shù)為積分時(shí)間100ms，掃描波長400nm?800nm，得到氧化石墨稀的可見光吸收光譜。如圖2所示，在230nm和528nm各出現(xiàn)一個(gè)特征峰，分別對應(yīng)氧化石墨烯和納米金的特征峰，表明溶液中確實(shí)存在氧化石墨烯和納米金膠體。其次對該膠體溶液進(jìn)行動(dòng)態(tài)光散射粒徑表征，取ImL氧化石墨烯/納米金膠體溶液加入納米粒度電位儀樣品槽中，納米粒度電位儀可采用英國馬爾文的Zetasizer Nano ZS產(chǎn)品，通過5次重復(fù)測量得到氧化石墨烯/納米金復(fù)合物的粒徑大小。如圖3所示，表面本發(fā)明合成的氧化石墨稀/納米金復(fù)合物中氧化石墨稀納米片集中在3.6nm左右，而片上的納米金顆粒集中在37.8nm左右，由此推測納米金的特征峰應(yīng)該在525nm左右，而本發(fā)明合成的氧化石墨烯/納米金在可見光范圍內(nèi)的特征峰與之相比出現(xiàn)紅移，表明氧化石墨烯和納米金在溶液中不是單獨(dú)存在而是復(fù)合關(guān)系。綜合兩種表征，證明本發(fā)明用于氨基酸檢測的氧化石墨稀/納米金復(fù)合物合成成功。
[0025]3、建立基于氧化石墨烯/納米金復(fù)合物的氨基酸檢測標(biāo)準(zhǔn)濃度依賴曲線，具體包括以下步驟:
[0026]3.1配制氨基酸