一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条及其应用

专利2026-05-04  11


本发明属于纳米材料生物检测领域,尤其涉及一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条及其应用。


背景技术:

1、纳米金刚石(nd)作为一种具有广泛应用潜力的纳米材料,具有各种优异的性能,如高空间分辨率、高摩尔吸收率、无光漂白和光闪烁、可调谐的表面化学等在生物成像、生物传感、药物运输等领域具有重要的应用价值。然而,nd在某些应用中存在着一些局限性,如荧光性能不足、稳定性差以及生物相容性不佳等问题。纳米酶是一种类酶的纳米材料,与天然酶相比,具有制备简单、稳定性高、成本低等优点。在过去的几十年里,基于纳米酶的多酶系统的构建以模拟活细胞中的多酶系统引起了人们的强烈兴趣。

2、即时检测(point-of-care testing,poct)是一类现场即刻进行分析,省去样品转运和样品在实验室检验时的复杂处理程序,快速得到检验结果的新方法。在国家大力支持分级诊疗、国产医疗器械替代进口政策的推动了poct的市场发展。在2019年开始的新冠疫情加速下,poct相关的技术平台不断升级,具有良好发展前景。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条及其应用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条,包括扩散层、过滤层和反应层并依次堆叠构成;所述反应层含有反应液;所述反应液由纳米金刚石溶液、显色剂、缓冲溶液和葡萄糖氧化酶混合而成。

3、进一步地,纳米金刚石与显色剂、缓冲溶液和葡萄糖氧化酶摩尔比为(1-3):(2-5):(1-2):(2-5)。

4、进一步地,将经过550℃高温退火2小时的纳米金刚石加入超纯水并进行超声分散,得到所述纳米金刚石溶液。

5、进一步地,所述纳米金刚石水溶液的浓度为1~1.5mg/ml。

6、进一步地,所述纳米金刚石水溶液的浓度为1mg/ml。

7、进一步地,所述显色剂为tmb。

8、进一步地,所述缓冲溶液为pbs缓冲溶液,ph为7.5。

9、根据上述的一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条在检测定量检测葡萄糖中的应用。

10、与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:

11、1、本发明通过应用纳米金刚石的类过氧化物酶催化活性,结合3,3',5,5'-四甲基联苯胺(tmb)显色机理检测的高灵敏快速poct检测体系,实现对葡萄糖的定量检测,与传统方法相比,本方法操作简单,成本低,明显提高葡萄糖检测的效率。

12、2、本发明建立一种对酶-纳米酶级联反应动力学进行精确和可调调节的策略,为了验证这一概念,我们将葡萄糖氧化酶(gox)固定在干化学试纸条反应层上,展示了纳米金刚石(nds)作为催化剂在纳米尺度上分解gox和产生自由基中间体。本发明将nds的过氧化物酶模拟活性与其固有量子传感器相结合的方法展示了它们作为具有分子级灵敏度和纳米级空间分辨率的自报告gox传感器的应用。鉴于传感器的稳健性和特异性,我们的研究结果有望为阐明gox在细胞水平上的作用提供一个新的平台。

13、3、相比于传统方法,本发明所制作的葡萄糖干化学试纸条,对葡萄糖糖检测具有特异性和高灵敏性,可实现对葡萄糖的微量即时检测。

14、4、相比于传统方法,本发明对葡萄糖的定量检测无需对含葡萄糖溶液进行预处理,可直接检测,最终提高检测效率。



技术特征:

1.一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条,其特征在于,包括扩散层、过滤层和反应层并依次堆叠构成;所述反应层含有反应液;所述反应液由纳米金刚石溶液、显色剂、缓冲溶液和葡萄糖氧化酶混合而成。

2.根据权利要求1所述的一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条,其特征在于,纳米金刚石与显色剂、缓冲溶液和葡萄糖氧化酶摩尔比为(1-3):(2-5):(1-2):(2-5)。

3.根据权利要求1所述的一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条,其特征在于,将经过550℃高温退火2小时的纳米金刚石加入超纯水并进行超声分散,得到所述纳米金刚石溶液。

4.根据权利要求1所述的一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条,其特征在于,所述纳米金刚石水溶液的浓度为1~1.5mg/ml。

5.根据权利要求1所述的一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条,其特征在于,所述纳米金刚石水溶液的浓度为1mg/ml。

6.根据权利要求1所述的一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条,其特征在于,所述显色剂为tmb。

7.根据权利要求1所述的一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条,其特征在于,所述缓冲溶液为pbs缓冲溶液,ph为7.5。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条在检测定量检测葡萄糖中的应用。


技术总结
本发明公开了一种基于纳米金刚石的葡萄糖干化学试纸条及其应用,包括扩散层、过滤层和反应层并依次堆叠构成;所述反应层含有反应液;所述反应液由纳米金刚石溶液、显色剂、缓冲溶液和葡萄糖氧化酶混合而成。本发明能充分发挥纳米金刚石的纳米酶活性并进行少量葡萄糖含量的检测,解决了以往检测不方便不灵敏的困难,实现了葡萄糖检测的便利性和实用性,且简单易行成本低廉,在未来可投入大批量加工制作并实现量产。

技术研发人员:陆文韬,丁露,胡开馨,王惠月,杜金威,黄亚齐,邓盛元
受保护的技术使用者:南京理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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