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谷胱甘肽包覆的碲化镉量子点荧光探针法快速测定多巴胺

2015-01-16陈晓英余思莹周李佑郎金晓程阳颖

当代化工 2015年10期
关键词:谷胱甘肽多巴胺量子

王 欢,李 芳,陈晓英,余思莹,周李佑,郎金晓,程阳颖

(台州学院 医药化工学院, 浙江 台州 318000)

分析测试

谷胱甘肽包覆的碲化镉量子点荧光探针法快速测定多巴胺

王 欢,李 芳,陈晓英,余思莹,周李佑,郎金晓,程阳颖

(台州学院 医药化工学院, 浙江 台州 318000)

利用多巴胺(DA)对谷胱甘肽包覆的碲化镉量子点荧光的猝灭作用,建立了快速测定多巴胺的荧光探针分析法。实验结果表明,在Tris-HCl(pH=7.0)溶液中,多巴胺浓度在0.06~2.1 μmol/L范围内,碲化镉量子点荧光强度的猝灭值(ΔF)与多巴胺的浓度呈线性关系,线性方程ΔF= 165.43cDA+ 9.57,相关系数(r)0.998 6,方法检出限0.03 μmol/L。将本方法应用于样品中DA的分析,RSD为4.2%,DA的加标回收率为95.2%~104.8%。

荧光探针;多巴胺;谷胱甘肽;碲化镉量子点;荧光猝灭

多巴胺(Dopamine, DA)是一种神经传导物质,在人体中的含量多少,会直接影响脑部的精神和情绪活动[1],DA的缺失是帕金森综合症的重要诱因之一[2]。因此,建立快速、准确测定DA的检测技术,对人类健康有着非常重要的作用。目前,多巴胺的检测方法主要有分光光度法[3-5],流动注射化学发光法[6],近红外荧光传感法[7]、电化学分析法[8-10]和荧光光度法[11]等。

荧光量子点(quantum dots, QDs)的量子尺寸效应和表面效应,使QDs具有了独特的光学、光化学和催化等性质[12],在分析检测方面已有了广泛的应用。对于不同的目标物,当QDs的表面化学态结构不同时,会使QDs引起不同的光学或光化学性质的变化,以此来建立不同的荧光传感技术。由于还原型谷胱甘肽(GSH)与DA之间存在较强的作用[13],因此,本文基于DA与作为QDs表面稳定剂的GSH的相互作用,利用DA对GSH包覆的CdTe QDs (CdTe-GSH QDs)荧光的猝灭效应,建立了一种快速检测样品中DA的新方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

Cary Eclipse 荧光分光光谱仪(Varian);Elix-5+ Milli-QG 超纯水系统(Millipore);DELTA 320 pH计(梅特勒-特利多仪器(上海)有限公司,配LE438 pH电极)。

CdCl2·2.5H2O、柠檬酸钠、亚碲酸钠、硼氢化钠、GSH、盐酸多巴胺及其它试剂均为分析纯(购自Aladdin);盐酸多巴胺注射液(武汉远大制药集团,批号:101223);0.1 mol/L的 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、抗坏血酸(Vc)、葡萄糖(Glucose)、L-半胱氨酸(L-Cys)、L-组氨酸(L-His)及尿素(Urea)等标准溶液,使用时稀释成所需的浓度;水为超纯水。

1.2 实验方法

准确移取50 µL CdTe-GSH QDs于10 mL比色管中,加Tris-HCl缓冲溶液(pH = 7.0)1.0 mL,用纯水定容至10 mL,摇匀后,移取3.0 mL于比色皿中,在λex/λem= 340/567 nm (激发/发射狭缝分别为5/10 nm)条件下,测定溶液的荧光强度。加入不同浓度的DA后,摇匀并静置10 min,测定荧光猝灭值(Δ F),对数据做线性回归。相同条件下加入样品溶液,测定ΔF,根据线性方程计算样品溶液中的DA浓度,同时做加标回收实验。

2 结果与讨论

2.1 CdTe-GSH QDs的合成

参照文献[14]并调整Cd、Te和GSH的比例。准确称取0.48 mmol GSH和0.2 g柠檬酸钠于三口烧瓶中,加水溶解后,再加入 0.40 mmol CdCl2,搅拌下通Ar气保护30 min。依次用注射器向体系中快速注入0.08 mmol Na2TeO3和0.1 g NaHB4溶液,加热至回流反应2.5 h后自然冷却至室温备用。使用前用无水乙醇提纯后重新溶于超纯水中。

2.2 反应时间对CdTe-GSH QDs荧光强度影响

根据实验方法,考察了DA加入1~30 min后,CdTe-GSH QDs荧光强度的变化。结果表明,在5~20 min内,CdTe-GSH QDs荧光强度基本平稳。因此,实验在DA加入5 min后进行测定。

2.3 溶液酸度的影响

按实验方法操作,进一步测定了溶液pH值在6.0~8.5范围内变化时,DA加入后CdTe-GSH QDs荧光强度的变化情况。实验结果显示,pH=7.0时,DA对CdTe-GSH QDs荧光猝灭值最大。实验选定用pH=7.0的Tris-HCl缓冲溶液来控制溶液酸度。

2.4 DA对CdTe-GSH QDs荧光猝灭规律

从图1可看出,在0.1~2.1 µmol/L的浓度范围内,当向CdTe-GSH QDs溶液中加入不同浓度的DA时,随着DA浓度的增加,CdTe-GSH QDs的荧光发射强度呈现规律性降低,从其中的插图可看出,ΔF随DA的浓度增加呈线性增加。

图1 DA对CdTe-GSH QDs荧光猝灭规律Fig.1 The effect of DA on fluorescence quenching of CdTe-GSH QDs

2.5 标准曲线与检出限

按实验方法配制CdTe-GSH QDs溶液,加入不同体积1.0×10-4mol/L的DA溶液,并测定相应的ΔF,回归后的线性方程为ΔF = 165.43cDA+ 9.57,相关系数(r)为0.998 6,方法检出限为0.03 µmol/L,DA的线性范围为0.06~2.1 µmol/L。

2.6 共存物质的干扰

根据样品中可能存在的共存物质,实验考察了共存物质对DA测定的干扰上限。结果表明,DA浓度为0.1 µmol/L,测量误差±5%的变动范围内,各共存物在浓度(μmol/L)为K(20.0)、Ca(100.0)、Na(100.0)、Mg(10.0)、L-Cys(10.0)、L-His(200.0)、Glucose(100.0)、Urea(100.0)及Vc(20.0)存在时,对DA的测定基本没有影响。

2.7 样品测定

取1支盐酸多巴胺注射液(20 mg/2 mL),配制成DA含量约10-4mol/L的样品溶液。按实验方法操作,测定3.0 μL 含DA的样品溶液加入后,CdTe-GSH QDs的荧光强度猝灭值。根据线性方程计算溶液中的DA含量,并做加标回收实验,测定结果列于表1。由表1可看出,样品溶液的加标回收率在95.2%~104.8%之间,说明本方法具有较高的准确度。

表1 注射液样品中DA的测定结果Table 1 Analytical results of DA in injection samples

3 结束语

基于DA与GSH之间的相互作用,利用DA对CdTe-GSH QDs荧光的猝灭现象,通过研究CdTe-GSH QDs猝灭时间、溶液酸度变化和共存物质的影响,优化了实验条件,建立了CdTe-GSH QDs荧光探针快速测定DA的新方法。本方法用于注射液样品溶液中DA的测定,操作简便速度快,检出限达到30.0 nmol/L,常规共存物质基本不干扰测定,方法具有较好的选择性和较高的准确度。

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图5 环境温度为0 ℃时上部泄漏CH4浓度分布图Fig.5 CH4Concentration distribution in upper leakage when the environment temperature is 0 ℃

图6 环境温度为15 ℃时上部泄漏CH4浓度分布图Fig.6 CH4Concentration distribution in upper leakage when the environment temperature is 15 ℃

图7 环境温度为30 ℃时上部泄漏CH4浓度分布图Fig.7 CH4Concentration distribution in upper leakage when the environment temperature is 30 ℃

3 结 论

改变泄漏孔径可以发现,天然气危险区域随着泄漏孔径的增加而变大,并且当泄漏管段两端阀门关闭以后,泄漏孔径越大,泄漏时间越短,关闭泄漏管段两端阀门以后,气体扩散危害范围逐渐变小;改变环境温度时,当环境温度升高,天然气在空气中扩散的高度增加,在地面处危险区域也增加。

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Rapid Determination of Dopamine With the Glutathione-coated CdTe Quantum Dots as a Fluorescent Probe

WANG Huan, LI Fang, CHEN Xiao-ying, YU Si-ying, ZHOU Li-you, LANG Jin-xiao, CHENG Yang-ying
(School of Pharmaceutical and Chemical Engineering, Taizhou University, Zhejiang Taizhou 318000, China)

A new fluorescent probe analysis method for determination of dopamine (DA) was developed based on fluorescent quenching function of DA for glutathione-coated CdTe quantum dots. Experimental results show that a good linear relationship between the fluorescent intensity quenching (ΔF) and the concentration of DA can be obtained in the range of 0.06~2.1 μmol/L in the buffer solution of Tris-HCl(pH=7.0). The calibration equation is ΔF= 165.43cDA+ 9.57,with a correlation coefficient(r) 0.998 6 and a detection limit 0.03 μmol/L respectively. The method can be applied to detect DA in injection samples with 4.2% RSD and 95.2%~104.8% addition standard recovery.

Fluorescent probe; Dopamine; Glutathione; CdTe quantum dots; Fluorescence quenching

O 657.39

: A

: 1671-0460(2015)10-2497-03

国家级大学生创新创业训练计划项目,项目号: 201410350017;浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)项目,项目号:2013R428020;台州市科技计划项目,项目号:131KY08;浙江省科技计划项目,项目号:2015C33224。

2015-09-08

王欢(1991-),女,湖北黄冈人,研究方向:制药工程专业。E-mail:1428064232@qq.com。

李芳(1963-),女,副教授,研究方向:纳米材料的合成与分析应用。E-mail:739946380@qq.com。

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