CdTe 量子点荧光猝灭法测定四环素

李娜，李卓然，刘聪，毛永强

(辽宁工程技术大学 理学院，辽宁 阜新 123000)

四环素(TC)是一种广谱抗生素，在畜牧业生产中曾经作为兽药或饲料添加剂而广泛使用。然而四环素容易在畜禽体内残留，通过食物链进而危害人体健康［1］。现有四环素检测方法主要有微生物法［2］、紫外分光光度法［3］、液相色谱法［4］、液相色谱-质谱联用法［5］、酶联免疫法［6］等。量子点(QDs)作为一种荧光纳米材料，具有特有的量子尺寸效应和表面效应及其独特的光学和电学性质，以量子点为荧光探针，已广泛应用于致病菌［7］、生物毒素［8］、生化药物［9］和重金属离子［10］等分析检测领域。

本文以巯基乙酸为修饰剂水热法制备水溶性CdTe 量子点，基于四环素对CdTe 量子点的荧光猝灭效应，研究CdTe 量子点荧光猝灭法测定四环素的最适宜条件，建立一种测定四环素含量的荧光分析法。该方法操作简单、选择性好、灵敏度高，已成功用于实际样品中四环素含量的测定。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

四环素，中国药品生物制品检定所;碲粉、硼氢化钠、巯基乙酸、氯化镉(CdCl2·2.5H2O)均为分析纯;实验用水为二次蒸馏水。

F-4500 型荧光分光光度计;AUX320 型电子分析天平;pHS-3C 型pH 计;DF-101S 型集热式恒温加热磁力搅拌器;KQ-50DB 型数控超声波清洗器;DZF-6050 真空干燥箱。

1.2 水溶性CdTe 量子点的制备

参照文献方法以巯基乙酸为修饰剂制备水溶性CdTe 量子点［11］。准确称取47 mg 硼氢化钠和80 mg 碲粉于反应瓶中，加3 mL 蒸馏水溶解，冰水浴中反应8 h，得到淡蓝色NaHTe 溶液。在500 mL三口烧瓶中加入0.285 g 氯化镉，加入200 mL 蒸馏水溶解，磁力搅拌下，加入213 μL 巯基乙酸，用0.5 mol/L NaOH 溶液调节pH 值为11.0，通氮气30 min 后，加入新制备的NaHTe 溶液;继续通氮气30 min 后，100 ℃水浴反应2 h，得到红色透明的水溶性CdTe 量子点溶液。

1.3 四环素的测定

在5 mL 比色管中依次加入1 mL 的CdTe 量子点溶液、1 mL 的Tris-HCl 缓冲溶液(pH 6.5)和一定量的四环素溶液，用蒸馏水定容到刻度，摇匀。室温下放置5 min 后，于激发波长λex=330 nm 和发射波长λex=520 nm 处，激发和发射狭缝均为5 nm，测定体系的荧光强度F 和试剂空白的荧光强度F0，计算体系荧光猝灭强度ΔF=F0－F。

2 结果与讨论

2.1 CdTe 量子点与四环素相互作用的荧光光谱

考察加入四环素溶液前后CdTe 量子点溶液的荧光光谱性质，结果见图1。

图1 不同浓度四环素存在下CdTe 量子点的荧光光谱图Fig.1 Fluorescence spectra of CdTe QDs in the presence TC with various concentrations

由图1 可知，巯基乙酸修饰的CdTe 量子点在激发波长330 nm 时，CdTe 量子点的荧光发射峰位于520 nm 处;当四环素加入CdTe 量子点溶液后，其荧光强度明显被猝灭，且CdTe 量子点荧光强度随着四环素浓度的增加而逐渐降低，这构成荧光法测定四环素含量的基础。

2.2 最佳实验条件选择

2.2.1 反应介质及pH 值的选择 考察不同pH 值下NaH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液、Tris-HCl 缓冲溶液及其浓度对体系荧光猝灭强度ΔF 的影响。结果表明，当pH 值6.5 的Tris-HCl 缓冲溶液达到5.0 ×10－3mol/L 时，ΔF 达到最大且相对稳定。因此实验选择pH 值6.5 的5.0 ×10－3mol/L 的Tris-HCl 溶液作为反应缓冲体系。

2.2.2 CdTe 量子点浓度的选择 考察CdTe 量子点浓度对体系荧光猝灭强度ΔF 的影响。结果表明，随着CdTe 量子点浓度的增加，ΔF 逐渐增大;当CdTe 量子点浓度为8.0 ×10－6mol/L 时，ΔF 达到最大;但继续增加其浓度，ΔF 基本趋于不变。因此实验选择CdTe 量子点浓度为8.0 ×10－6mol/L。

2.2.3 反应时间的选择 考察反应时间对体系荧光猝灭强度ΔF 的影响。结果表明，当四环素溶液加入CdTe 量子点溶液5 min 后，ΔF 达到最大且趋于稳定。因此实验选择反应5 min 后测定体系荧光强度。

2.2.4 共存物质的影响 在最佳实验条件下，当四环素浓度为1.0 μg/mL、相对误差为±5.0%时，考察常见共存物质对四环素测定的影响。结果表明，500 倍的K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、NO3－、Cl－、对测定无影响;但Cu2+、Hg2+、Ag+浓度较高时会对测定产生干扰，可采用巯基棉处理来消除其干扰。

2.3 工作曲线和检出限

在最佳实验条件下，分别取不同浓度四环素溶液加入到一定浓度的CdTe 量子点溶液中，考察四环素与CdTe 量子点相互作用的荧光光谱，并以体系荧光猝灭强度ΔF 对四环素浓度c 绘制工作曲线，结果见图2。

图2 标准曲线Fig.2 Standard curve

由图2 可知，四环素浓度在1.0 ～20.0 μg/mL范围内与体系荧光猝灭强度ΔF 呈良好的线性关系，工作曲线为ΔF =2.308 2 +9.679 3c(μg/mL)，相关系数r 为0.999 5，检出限为0.025 μg/mL(按3SD/斜率计算，其中SD 为11 份空白溶液的标准偏差)。

2.4 样品测定

取四环素胶囊，研成粉末后准确称取适量，用0.01 mol/L 稀盐酸溶解并过滤，用蒸馏水定容于100 mL 容量瓶中。移取处理后样品溶液用巯基棉处理后，按实验方法对样品中四环素进行测定，同时进行加标回收实验，结果见表1。

表1 样品测定结果Table 1 Determination results of samples

由表1 可知，所测样品的相对标准偏差(RSD)＜2.3%，加标回收率在97.5% ～103.3%，表明该方法可用于药物中四环素含量的定量测定。

3 结论

以巯基乙酸为修饰剂制备水溶性CdTe 量子点，基于四环素对CdTe 量子点的荧光猝灭作用，建立一种测定四环素含量的荧光分析法。在最佳实验条件下，体系的荧光猝灭强度与四环素浓度在1.0 ～20.0 μg/mL 范围内呈良好的线性关系。该方法操作简便、选择性好、灵敏度高，可用于药物中四环素含量的测定。

［1］ 张宪，张坤.PMoA/CS/P25 纳米复合光催化剂的制备及光催化降解盐酸四环素［J］.应用化工，2014，43(5):791-794.

［2］ Kanda M，Kusano T，Osanai T，et al.Rapid determination of residues of 4 tetracyclines in meat by a microbiological screening，HPLC and LC/MS/MS［J］.Journal of the Food Hygienic Society of Japan，2008，49(1):37-44.

［3］ 冯学忠，吴广辉，方炳虎，等.紫外分光光度法测定长效四环素注射液含量方法的建立［J］.动物医学进展，2009，30(9):65-68.

［4］ 王敏，马玉龙，马琳，等.高效液相色谱法同时检测药渣中四环素及其衍生物［J］.湖北农业科学，2014，53(6):1411-1414.

［5］ 钟冬莲，丁明，汤富彬，等.高效液相色谱-电喷雾串联质谱法测定畜禽粪便中四环素类抗生素［J］.分析科学学报，2014，30(3):433-436.

［6］ 国占宝，武玉香，田文礼，等.食品中四环素类残留的酶联免疫检测试剂盒的研制［J］.食品科学，2011，32(2):333-337.

［7］ 王洪江，柳婷，谢跻，等.CdS 量子点制备与单增李斯特菌抗体偶联的研究［J］.分析化学，2010，38(5):632-637.

［8］ 杨淑平，金鑫，郑佳，等.高性能CdTe/CdS 核壳型量子点的制备及应用于小麦面粉中呕吐毒素的荧光免疫检测研究［J］.化学学报，2011，69(6):687-692.

［9］ 周晓燕，李在均，王光丽，等.手性CdTe 量子点制备及在药物青霉胺对映体检测中的应用［J］.分析试验室，2013，32(9):1-5.

［10］杜保安，刘澄，曹雨虹，等.ZnS ∶Mn 量子点作磷光探针定量检测微量汞［J］.光谱学与光谱分析，2014，34(4):1070-1074.

［11］梁佳然，钟文英，于俊生.高质量CdTe 量子点的水相快速合成［J］.高等学校化学学报，2009，30(1):14-18.