[發明專利]磷光量子點在生物體液和酒中選擇性檢測谷胱甘肽方面的應用

有效

• 申請號: 201510230335.7
• 申請日: 2015-05-08
• 公開（公告）號: CN105021579B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李妍;靳晴;王魯;劉炳毅
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司12207
• 代理人: 朱紅星

本專利受到國家自然科學基金面上項目21375095、全國優秀博士學位論文作者專項資助資金FANEDD-201023、天津市應用基礎研究計劃重點項目12JCZDJC21700和天津市“131”創新型人才培養工程第一層次項目ZX110185的資助。

技術領域

本發明屬于生物分析檢測技術領域，涉及水相合成的Mn摻雜ZnS量子點室溫磷光檢測谷胱甘肽及在生物體液和酒中的檢測應用。

背景技術

早期，量子點的光學特性在生物傳感、標記和成像領域的應用的焦點集中在在熒光量子點，但生物流體的自體熒光和基體散射光會帶來不可忽視誤差，在選擇性方面也有所欠缺。為了提高其選擇性，勢必要消除來自其它熒光物質的干擾。如果在量子點的合成過程中加入一定的金屬雜質，就可以得到具有分析潛力的磷光量子點。磷光的發光壽命較熒光長，具有適當的延遲時間，基于磷光量子點的室溫磷光分析（Room-Temperature Phosphorescence，RTP）生物傳感器可以克服背景熒光的干擾。同時，磷光相較于熒光更為少見，檢測的選擇性也有所提高。由于以上的優勢，近年來，磷光量子點的應用也逐漸引起研究者的關注。

在磷光量子點的研究領域，Mn摻雜的ZnS量子點已經吸引了相當多的研究者的關注。摻雜的錳離子可以作為激發電子和空軌道的復合中心，從而獲得較強的較長波長的特征發光。它在約590 nm處有一個特征發射峰，這是由硫化鋅與猛摻雜物形成帶隙和錳離子從三重態過渡到基態的二價錳離子的過程中，硫化鋅主晶格的能量轉移產生的。通過測量其發光壽命，能夠從樣本的背景熒光中簡單辨別出Mn:ZnS量子點。此外，相對于常用的CdSe或CdS量子點，Mn:ZnS量子點當中沒有Cd2+這樣的有毒離子釋放，使量子點的毒性最小化，這在對生物活性物質的分析研究實驗中是尤為重要的。這些優勢使錳摻雜的硫化鋅量子點在納米生物成像和傳感領域成為備受矚目的標記物。研究伊始，表面修飾Mn²⁺的ZnS量子點被用來根據其磷光猝滅情況檢測生物流體中的氟喹諾酮類抗生素依諾沙星。在此后的研究中，它在檢測必需營養素抗壞血酸（VC）、結合葡萄糖氧化酶（COD）測定葡萄糖、鑒別蛋白質的多維傳感裝置等方面得到了很大的發展。

發明內容

本發明通過簡便的化學氧化還原方法來調控磷光量子點的表面化學性質，從而實現在室溫下對量子點磷光的調控。據此，發展了一種新型的基于量子點的磷光“開關”探針，并應用于選擇性檢測生物體液和酒中的谷胱甘肽。在本發明中，谷胱甘肽作為目標分析物，使用氧化劑高錳酸鉀作為猝滅劑使Mn:ZnS量子點磷光猝滅，再向該體系中加入谷胱甘肽能夠使量子點的磷光恢復。通過量子點的磷光變化情況，可以選擇性地檢測器谷胱甘肽。該方法在檢測時能夠避免本底熒光和散射光的干擾。同時也避免了復雜的樣品預處理過程。

本發明所采用的磷光量子點（Mn:ZnS）的合成方法與之前申請的專利合成方法相同，具體的合成方法見專利申請號201410140175.2。

為實現上述目的，本發明公開了一種采用磷光量子點Mn:ZnS檢測溶液中GSH（谷胱甘肽）的方法，其特征在于按如下的步驟進行：

（1）Mn摻雜ZnS量子點母液的配制：稱量0.0040 g Mn摻雜ZnS量子點，容于40 mL水中；

（2）0.1 mol/L，25 oC Tris-HCl緩沖液的配制：

稱取1.2114 g（Mr=121.14）Tris和0.0576 g NaCl，溶于50 mL水中；用鹽酸調節溶液的pH值至7.4后，用高純水把它定容在100 mL容量瓶中，低溫保存。

（3）谷胱甘肽（GSH）溶液的配制：

稱取0.0049 g谷胱甘肽，把它溶于4 mL水中配成濃度為4 mM的GSH溶液；將4 mM的GSH溶液分別稀釋5倍、10倍、50倍和100倍，配成800 μΜ、400 μΜ、80 μΜ和40 μΜ的溶液。

（4）KMnO₄溶液的配制

稱取0.0025 g高錳酸鉀，溶于4 mL水中，配成濃度為4 mM的KMnO₄溶液；將4 mM的KMnO₄溶液分別稀釋5倍、10倍、50倍和100倍，配成800 μΜ、400 μΜ、80 μΜ和40 μΜ的溶液。

（5）用磷光量子點檢測谷胱甘肽