摘 要 制備了以二硫基琥珀酰亞胺丙酸酯,4-巰基苯硼酸功能化CdTe量子點探針,對其進行了X-射線光電子能譜和透射電鏡表征。在431 nm激發(fā)波長下,對探針及加入多巴胺后進行發(fā)射光譜掃描,最大發(fā)射峰紅移,在最大發(fā)射波長處,多巴胺對合成的探針具有猝滅效應,且多巴胺對體系的猝滅程度與多巴胺的量呈良好的線性關系,據(jù)此建立了一種直接、靈敏、選擇性好的測定多巴胺的方法。在最佳條件下,多巴胺的其線性范圍為0.02~20.0
1 引 言
多巴胺(DA)是一種重要的神經(jīng)信息傳遞物質,腦內多巴胺的釋放和吸收與精神分裂癥和帕金森氏癥密切相關[1]。因此,建立快速、靈敏、高選擇、可靠的多巴胺分析方法對于神經(jīng)生理學研究、疾病診斷及相關藥物的質量控制均有重要意義。目前,測定多巴胺的方法有電化學法[2~4]、色譜法[5,6]和光譜法[7,8],這些方法中雖然有的靈敏度較佳、選擇性較好和操作較簡易,但是仍然不能滿足目前要求高選擇、高靈敏和快速的檢測方式,限制了其使用范圍,對于多巴胺的檢測仍是一種挑戰(zhàn)。
量子點是一種發(fā)光納米顆粒,與傳統(tǒng)的有機熒光染料相比, 量子點具有熒光量子產(chǎn)率高、光化學穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性, 是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ臒晒馓结?。近年來?量子點廣泛應用于生物成像[9]、生物標記[10]。同時,基于量子點的熒光增強或猝滅效應, 量子點還應用于重金屬離子的檢測[11]和藥物含量的測定[12]。
本研究采用二硫基琥珀酰亞胺丙酸酯(DSP),4-巰基苯硼酸(MBA)中的巰基與CdTe量子點相結合,DSP與MBA對CdTe進行功能化(MBA-DSP-CdTe QDs),不僅能起到穩(wěn)定CdTe的作用,同時它們能與多巴胺作用,具有雙分子識別多巴胺的作用,多巴胺引起功能化探針聚合,使得探針熒光發(fā)生猝滅。雙分子識別熒光猝滅法將雙分子識別的選擇性[13,14]和熒光猝滅法的高靈敏度[15,16]結合,抗壞血酸與尿酸無需分離,對測定結果無影響。本方法采用量子點為發(fā)光源,多巴胺導致量子點聚集,引起量子點熒光猝滅,可直接測定多巴胺,據(jù)此建立了一種測定多巴胺的新方法。
2 實驗方法
2.1 儀器與試劑
F-4500型熒光光度計 (日本島津公司); pHS-3C精密pH計 (上海雷磁儀器廠);SYZ-550型石英亞沸高純水蒸餾器 (江蘇金壇醫(yī)療器械廠),JEM-1230透射電子顯微鏡(日本),PHI-5000C ESCA X-射線光電子能譜分析儀(美國PHI公司)。
CdCl2#8226;2.5H2O (AR,上?;瘜W試劑公司);碲粉,二硫基琥珀酰亞胺丙酸酯 (DSP)、4-巰基苯硼酸 (MBA) (AR,中國醫(yī)藥化學試劑公司);硼氫化鈉(AR,天津環(huán)威精細化工有限公司);PBS緩沖溶液:分別準確稱取17. 91 g Na2HPO4#8226;12H2O和7. 80 g NaH2PO4#8226;2H2O溶于水中,定容至100 mL, 調整兩種溶液的混合比, 可得到不同pH值的PBS緩沖溶液;所有試劑純度至少為分析純,實驗用水為二次去離子水。
2.2 MBA-DSP-CdTe QDs的制備
將0.0694 g CdCl2#8226;2.5H2O 溶解在100 mL 超純水中,磁力攪拌除氧30 min后加入20
10支,將藥液混合均勻后準確移取1 mL置于100 mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。準確移取上述溶液1 mL于10 mL比色管中,加入0.4 mL MBA-DSP-CdTe QDs,用pH 7.4 PBS緩沖液稀釋至刻度,搖勻后,待測。
2.4.2 血清處理 采用本方法直接測定血清樣品,測定結果偏差稍大;將血清進行處理后,測定結果理想。血清處理方法:吸取血清1.0 mL,加酸性正丁醇4.0 mL,超聲波處理3 min,2000 r/min離心5 min,準確取上清液3.0 mL,加入正己烷3.0 mL和0.1 mol/L HCl 0.5 mL于帶塞離心管中,超聲3 min后,以3000 r/min離心5 min, 多巴胺被萃取到下層水相中,同時作試劑空白試驗。
2.4.3 尿液處理
尿樣無需分離,可直接進行測定。取1.0 mL正常人尿樣, 加入5.0 mL pH 7.0 PBS, 稀釋至10.0 mL, 按實驗方法進行測定。
3 結果與討論
3.1 MBA-DSP-CdTe QDs探針的X-射線光電子能譜和透射電鏡
對于MBA-DSP-CdTe QDs探針的X-射線光電子能譜見圖2。約在163.9 eV出現(xiàn)S2p峰,在400.9 eV處出現(xiàn)了N1s峰,在191.3 eV附近有B1s峰。結果表明,MBA和DSP成功連接到CdTe量子點。
采用透射電鏡表征制備的MBA-DSP-CdTe QDs探針及加入多巴胺后的探針(圖3),制備的探針呈球形,顆粒均勻,且呈現(xiàn)良好的分散性,粒徑約為2.9 nm;當向探針中加入多巴胺,多巴胺引起探針的聚集,形成的顆粒越來越大,且形狀不規(guī)則。
3.3 pH值的影響
在鄰苯二甲酸氫鉀-氫氧化鈉、醋酸-醋酸鈉、磷酸氫二鈉-檸檬酸、PBS緩沖介質中進行測定。結果表明,PBS緩沖溶液最適宜。探針熒光強度變化的適宜酸度范圍為pH 5.5~8. 0。 pH=7.4時,熒光強度強且與生物體液中酸度基本一致,適宜用量為1.2~1.8 mL。因此在后續(xù)實驗中選擇1.5 mL pH 7.4的PBS緩沖溶液維持體系酸度。
3.4 MBA-DSP-CdTe QDs用量的影響
MBA-DSP- CdTe QDs作為熒光探針,其用量對熒光強度有很大影響,濃度過低,其熒光信號低,但濃度過高則會導致噪音急劇增大,信號值不穩(wěn)定,靈敏度降低,所以需選擇合適的MBA-DSP-CdTe QDs用量。實驗發(fā)現(xiàn),隨著MBA-DSP-CdTe QDs用量的增大,體系的化學發(fā)光強度相應增高,當MBA-DSP- CdTe QDs溶液用量為0.4 mL時,熒光猝滅值最大,且多巴胺對發(fā)光強度的抑制效應最大。
3.5 穩(wěn)定性和重現(xiàn)性
為了考察探針的使用壽命,將制備好的探針在4 ℃冰箱中存放,利用該探針分別在7,30,60和120 d進行對多巴胺進行測定,測定結果的相對偏差分別為3.8%,4.1%,3.5%和5.2%,結果表明該探針至少在120 d內,能夠使用,且測定結果良好。為了研究制備的探針的重現(xiàn)性,對該探針分別用于4種濃度(0.5,1.0,5.0和10.0
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Fluorescence Quenching Method for Determination of Dopamine
Based on Double Molecular Recognition
YAN Mei, GE Shen-Guang, LU Juan-Juan, YU Jing-Hua*
(Shandong Provincial Key Laboratory of Fluorine Chemistry and Chemical Materials,
School of Chemistry and Chemical Engineering, University of Jinan, Jinan 250022)
Abstract CdTe quantum dots probe with both 4-mercaptophenylboronic acid and dithiobis(succinimidylpropionate) was designed and functionalized, and characterized by XPS and TEM. Emission spectra of CdTe quantum dots probe and dopamine was scanned under 431 nm excitation wavelength. The maximum emission wavelength shift red. At the maximum emission wavelength, dopamine results in fluorescence quenching of the probe. A direct, selective, and sensitive strategy for the determination of dopamine was established. The effects of determination conditions were investigated. Under the optimal conditions, a good linearity (R2=0.987) was obtained between fluorescence intensity and dopamine concentration in the range of 0.02-20.0