劉慧,徐薇,王永生
(南華大學公共衛(wèi)生學院,湖南衡陽 421001)
鳥苷是嘌呤核苷類物質(zhì)的一種,在藥品和食品行業(yè)中是一種非常重要的中間體,并且它在制造無環(huán)鳥苷、三氮唑核苷、三磷酸鳥苷鈉等藥物當中充當主要原料。同時,鳥苷還在當今一些癌癥的確診中也突顯出了其重要意義[1-2]。目前,檢測鳥苷的主要手段有高效液相色譜法[3]、分子印跡固相微萃?。?]、毛細管電泳法[5]、薄層掃描法[6]等。雖然這些方法都有其優(yōu)點,但普遍存在操作費時和設備昂貴等缺點。本研究基于鳥苷與金納米間的相互作用可改變吸光度的原理,建立了檢測鳥苷的金納米分光光度的新方法。該方法不僅操作簡單,而且還具備快速、廉價等優(yōu)點。
鳥苷、氯金酸、檸檬酸三鈉、氯化鈉、Britton-Robinson(BR)緩沖溶液等試劑均為分析純;實驗用水為雙蒸滅菌水。
島津UV2550紫外-可見分光光度計;TG16-WS離心機;AB204-S電子分析天平;PB-20酸度計。
根據(jù)文獻[7-8],金納米粒子可用檸檬酸還原法制得,再用0.22 μm的濾膜過濾。紫外-可見吸收光譜下520 nm 處消光系數(shù)為2.7 ×108(mol·cm-1),濃度約為8.1 nmol/L,粒徑大小約(15±2)nm。
在2 mL EP管中,依次加入pH 3.6 BR緩沖液100 μL,金納米溶液 40 μL,放置 10 min,待反應完全后,加入鳥苷及氯化鈉70 μL,并用雙蒸滅菌水加至500 μL,放置5 min。在UV-2550紫外可見分光光度計上200~700 nm進行掃描,得到紫外吸收光譜。取λ630和λ530處的吸光度比值為檢測信號,用ΔA630/A530與不同濃度鳥苷建立標準曲線進行定量分析。
圖1b為制得金納米粒子(AuNPs)溶液的吸收光譜,其溶液為酒紅色,最大吸收峰在530 nm附近加入鳥苷后,溶液顏色由酒紅色變?yōu)樗{紫色,530 nm吸收強度減小,而在630 nm處出現(xiàn)一個新的吸收峰(見圖1c)。將鳥苷加入AuNPs溶液后,引起了AuNPs的聚集,從而在630 nm出現(xiàn)了一個新的吸收峰。
圖1 鳥苷檢測體系的吸收光譜圖Fig.1 Absorption spectra of guanosine system
圖2為鳥苷-AuNPs體系紫外-可見圖譜。
圖2 AuNPs中加入不同濃度鳥苷的吸收光譜圖Fig.2 Absorption spectra of AuNPs with different concentration of guanosinea.金納米 +鳥苷1.41 ×10-6mol/L;b.金納米 +鳥苷1.13 ×10-6mol/L;c.金納米 +鳥苷8.47 ×10-7mol/L;d.金納米 +鳥苷5.64 ×10-7mol/L;e.金納米 + 鳥苷2.82 ×10-7mol/L;f.金納米 +鳥苷1.76 ×10-7mol/L;g.金納米
由圖2可知,在pH 3.6 BR緩沖液中,隨著加入鳥苷的體積增加,不同濃度鳥苷體系ΔA630/A530比值也不斷增加且在一定范圍內(nèi)與吸收強度成線性關(guān)系。金納米粒子由帶負電荷的檸檬酸根保護,使得金納米粒子在溶液中均勻分散。加入鳥苷后,金納米粒子間的靜電斥力減弱,使得金納米粒子聚集,粒徑增大,導致溶液顏色發(fā)生變化,同時體系的吸收光譜也發(fā)生變化。
2.2.1 體系酸度及用量的優(yōu)化 由圖3可知,在BR緩沖液中,隨著pH增大,ΔA630/A530也相應增大,當pH在3.0~4.0時ΔA630/A530先緩慢增加后又會降低,當pH 達到3.6時,ΔA630/A530也達到最大,故本研究選定pH為3.6的BR緩沖溶液控制體系的酸度。另外,用量為100 μL時,ΔA630/A530最大。因此,本實驗中我們選定BR緩沖液用量為100 μL。
圖3 pH值對體系的影響Fig.3 The effect of pH value on the system
2.2.2 AuNPs用量的優(yōu)化 實驗證實,隨著AuNPs用量的增加,體系的吸光度也會隨之發(fā)生一系列變化。當加入40 μL的金納米時,ΔA630/A530最大。因此,本研究選定金納米的加入量為40 μL。
2.2.3 反應時間的優(yōu)化 將鳥苷加入金納米溶液后,每間隔2 min用紫外分光光度計掃描一次。當兩者反應10 min時,溶液顏色不再改變,再加入一定量的 NaCl溶液,并靜置6 min,ΔA630/A530比值以及金納米粒子顏色變化趨于穩(wěn)定。因此,選擇金納米與鳥苷的反應時間為10 min,加入氯化鈉靜置時間為6 min。
2.2.4 試劑加入順序的優(yōu)化 在優(yōu)化的實驗條件下,做試劑加入順序?qū)Ψ磻w系影響的實驗。結(jié)果表明,以BR→AuNPs→鳥苷→NaCl的加入順序所得實驗結(jié)果最好,且穩(wěn)定時間長,故本實驗選用BR→AuNPs→鳥苷→NaCl加入順序。
在優(yōu)化的實驗條件下,鳥苷濃度為2.58×10-6mol/L,實驗了可能共存的多種離子和物質(zhì)對體系的影響。結(jié)果表明,當相對標準偏差≤±5%時,50 倍的 Al3+、Ca2+、Na+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、F-、Cl-、Br-、HC、N、HS、S、腺苷、葡萄糖、EDTA,10倍的脫氧鳥苷等對本體系沒有影響。說明這種方法有良好的選擇性,取樣后只需通過離心去除大分子物質(zhì)便能夠進行實時檢測分析。
在優(yōu)化實驗條件下,通過加入不同體積的鳥苷標準溶液,繪制校正工作曲線。當鳥苷濃度在1.75×10-8~6.27 ×10-6mol/L 時,與體系 ΔA630/A530有較好的線性關(guān)系,線性方程為ΔA630/A530=1.33c×10-6mol/L+0.017 5,相關(guān)系數(shù) r=0.997。根據(jù)11次空白樣品的平行測定,按公式LOD=3Sb/k(Sb和k分別為空白管的標準差和直線回歸方程的斜率)計算可得本研究的檢出限為5.26×10-9mol/L。在最佳條件下,平行配制11管濃度分別為1.372×10-7,2.744 ×10-7,1.098 ×10-6mol/L 的鳥苷標準溶液進行精密度實驗,相對標準偏差(RSD)分別為3.75%,2.98%和 1.42%。
采集衡陽市南華大學第二附屬醫(yī)院尿樣3份和南華大學健康學生尿樣1份,樣品通過離心機(2 000 r/min)離心10 min,取上清液測定樣品中的鳥苷含量和加標回收率,結(jié)果見表1。
表1 尿樣分析結(jié)果(n=6)Table 1 The determination results of guanosine in human urine samples
在本實驗條件下,鳥苷與AuNPs結(jié)合,屏蔽了金納米粒子間的靜電斥力,使金納米聚集,導致體系的顏色及吸光度值發(fā)生變化,且在一定的濃度范圍,體系吸光度比值與鳥苷的濃度具有良好的線性關(guān)系,據(jù)此建立了金納米分光光度法測定尿樣中痕量鳥苷的新方法。該新方法具有簡單、快速、廉價、選擇性好的優(yōu)點。
[1]鄭育杰,陳英杰,逢濤.腸癌患者尿中排放鳥苷的高效液相色譜法研究[J].色譜,2002,20(2):43-46.
[2]陳英杰,鄭育芳,王凝芳.尿中核苷檢測在胃癌診斷中的意義[J].癌癥,2003,3(5):537-540.
[3]趙楊,靳鳳云,伍慶,等.高效液相色譜法測定貴州不同產(chǎn)地半夏藥材中鳥苷和腺苷的含量[J].時珍國醫(yī)國藥,2007,18(1):23-24.
[4]陳雙喜,蔡顯鵬,王仲石,等.鳥苷發(fā)酵的優(yōu)化研究[J].微生物學通報,2002,29(5):65-69.
[5]王祝偉,孫毓慶.毛細管電泳法測定紅毛五加莖皮中鳥苷的[J].應用化學,2004,21(1):32-34.
[6]高道俠,許敏.薄層掃描法測定金水寶膠囊中鳥苷的含量[J].江西中醫(yī)學院學報,1998,10(3):131.
[7]Qian Q M,Wang Y S,Yang H X,et al.Colorimetric detection of metallothioneins using a thymine-rich oligonucleotide-Hg complex and gold nanoparticles[J].Anal Biochem,2013,436(1):45-52.
[8]Zhou B,Shi L F,Wang Y S,et al.Resonance light scattering determination of uranyl based on labled DNAzymegold nanoparticle system[J].Molecular and Biomolecular Spectroscopy,2013,110(6):419-424.