基于碳量子点/纳米石墨杂化传感器的血清维生素D3高灵敏荧光检测新方法

本研究创新性地构建了基于碳量子点（CQDs）、适配体（Apt）与纳米石墨（NG）的荧光传感平台，通过内部过滤效应（IFE）实现了对维生素D3的高选择性检测。该传感器在0-900 nM范围内呈现良好线性关系，检测限低至20.87 nM（3σ法），成功应用于实际血清样本检测，为维生素D快速诊断提供了新技术路径。

　　

Highlight

本研究首次利用碳量子点（CQDs）与适配体（Apt）/纳米石墨（NG）平台开发了用于定量检测维生素D₃的"开启式"传感器。该传感器展现出卓越的灵敏度与选择性，可在75分钟内完成检测且无需衍生化步骤。维生素D₃的存在可特异性触发适配体从纳米石墨表面的释放。

Section snippets

Materials and chemicals

化学合成的寡核苷酸购自上海生工生物科技有限公司（中国上海）。寡核苷酸序列如下：5′-AGCAG CACAG AGGTC ATGGG GGGTG TGACT TTGGT GTGCC TATGCG TGCTA CGGAA-3′。碳量子点（液体分散形态）和纳米石墨（5-15 nm）购自XFNANO材料科技股份有限公司（江苏，中国）。维生素D₃购自Durai Biology有限公司（中国南京）。其他维生素购自Sigma-Aldrich公司（美国）。所有化学品均为分析纯，实验用水为超纯水（18.2 MΩ·cm）。

Material characterization

通过TEM对CQDs的形貌和粒径分布进行表征。如图1a所示，CQDs呈球形。直径小于10 nm的CQDs尺寸均一且分散性良好。CQDs的拉曼光谱如图1b所示，在1366 cm^-1和1542 cm^-1处出现两个特征峰，分别对应D带（sp3杂化）和G带（sp2杂化）。无序石墨终止面碳原子的振动表现为D带，而sp2杂化碳原子的面内振动则产生G带。I_D/I_G强度比为0.87，表明CQDs中存在缺陷位点和官能团，这与XPS分析结果高度一致。

Conclusion

综上所述，我们开发了一种基于量子点和适配体/纳米石墨平台的"开启式传感器"，用于维生素D₃的定量检测。该传感器具有优异的灵敏度和选择性，可在75分钟内完成检测且无需衍生化步骤。适配体从纳米石墨表面的释放由维生素D₃特异性触发。该传感策略具有多重显著优势：方法灵敏度可靠（检测限20.87 nM），选择性突出（能有效区分血清中的干扰物质），操作简便快速（75分钟完成检测），为临床维生素D₃检测提供了创新性解决方案。