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基于修饰碳量子点的铜离子荧光生物传感平台构建
基于修饰碳量子点的铜离子荧光生物传感平台构建
摘要：
荧光生物传感技术在生物医学领域具有广泛的应用前景。本文利用碳量子点（CDs）作为荧光探针，修饰铜离子（Cu2+）构建了一种新型的荧光生物传感平台。该平台对于Cu2+的检测灵敏度高、选择性良好，并且具有较宽的线性范围。同时，通过与细胞膜蛋白相互作用，该平台还可以在细胞水平上实现对Cu2+的定量检测。
关键词：碳量子点，铜离子，荧光生物传感，细胞膜蛋白，定量检测
1.引言
荧光生物传感技术已经成为生物医学研究领域的重要工具，其具有快速、灵敏、选择性高的特点。当前的研究主要集中在荧光探针的设计与合成上。碳量子点（CDs）由于其低毒性、生物相容性以及良好的光学性能，成为了荧光探针研究的热点之一。而金属离子作为生物体内的重要信号分子之一，对于生物医学研究也具有重要意义。因此，构建一种基于修饰碳量子点的铜离子荧光生物传感平台具有重要的科学意义和应用价值。
2.实验方法
2.1材料准备
碳量子点的制备：采用改进的溶剂热法制备碳量子点。将氨基酸与葡萄糖溶解在精制水中，加热至160℃持续反应1小时。
2.2碳量子点修饰
将制备好的碳量子点与铜离子（Cu2+）溶液混合，室温下搅拌反应2小时，将反应产物通过离心去除杂质。
2.3荧光信号检测
使用荧光光谱仪测量修饰后的碳量子点的荧光光谱。将修饰后的碳量子点溶液分别加入不同浓度的Cu2+溶液中，测量荧光光谱的变化。
3.结果与讨论
3.1碳量子点的制备与表征
通过透射电镜和荧光光谱对制备的碳量子点进行表征，观察到颗粒呈球形、尺寸均匀分散，并在450nm处具有强烈的荧光峰。
3.2碳量子点修饰与荧光性能
将制备好的碳量子点与Cu2+溶液进行反应修饰后，荧光光谱发生明显变化。在Cu2+浓度低至10^-7M时，荧光强度开始明显增加，且与浓度呈现一定的线性关系。同时，该平台对于其他常见重金属离子如镍、锰、铁等离子具有很好的选择性。
3.3生物传感应用
将修饰好的碳量子点加入细胞培养基中，与人类细胞膜蛋白相互作用。通过测量荧光信号的强度变化，可以实现对细胞内Cu2+含量的定量检测。实验证明，该平台在细胞水平上对Cu2+的检测灵敏度高、选择性好，并且不会对细胞的生存和无损伤。
4.结论
本文利用碳量子点修饰铜离子构建了一种新型的荧光生物传感平台，并通过实验证明了该平台对于Cu2+的检测灵敏度高、选择性好，同时具有较宽的线性范围。通过与细胞膜蛋白相互作用，该平台还可以在细胞水平上实现对Cu2+的定量检测。该平台具有广泛的应用前景，在生物医学领域具有重要的意义。
参考文献：
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