基于碳量子点荧光分光光度法检测叶酸

邓小燕 李佳渝 谭克俊
摘要:在pH 7.3 磷酸盐缓冲介质中, 通过静电作用, 叶酸能猝灭碳量子点在384 nm处的荧光。其猝灭的荧光信号强度与叶酸浓度呈一定线性关系, 据此建立了检测叶酸的荧光分光光度法。线性范围为0.025~2.0 μmol/L, 相关系数为0.9947,检出限为2.5 nmol/L。表征了体系的荧光光谱,吸收光谱及荧光寿命,探讨了体系的反应机理,优化了实验条件。本方法用于模拟血清中叶酸含量的检测, 加标回收率为97.3%~101.6%, RSD ≤4.9%。
关键词:荧光分光光度法; 叶酸; 碳量子点
1引言
叶酸(Folic acid,FA)作为一种水溶性B族维生素,是细胞分裂、生长不可缺少的物质。所有生长发育或新陈代谢旺盛的组织也均需要有足够的叶酸[1]。若叶酸不足,细胞的再生就会受到阻碍,引起巨幼红细胞贫血;此外,还会导致头发变灰、舌头发炎、肠胃不适、智力退化。而孕妇缺乏叶酸,可能引起胎儿宫内发育迟缓、早产和低体重出生等。叶酸在生命体中扮演着如此重要的角色,因此对叶酸的分析检测具有十分重要的意义。现有对叶酸的检测方法主要包括分光光度法[2]、微生物法[3]、等离子发射光谱法[4]、气相色谱法[5]、高效液相色谱法[6] 等,在众多检测方法中,荧光分光光度法由于其简单、灵敏及成本低等优点,广泛用于体系中待测物质的分析检测[7]。到目前为止,通过合成各种纳米材料(NPs)用于检测叶酸的报道并不多,其中Geszke等[8]合成了水溶性的Mn:ZnS/ZnS 量子点(QDs),基于FA与QDs作用导致其荧光强度降低实现了叶酸含量的测定;Gudarzy等[9]报道了基于Y2O3:Eu纳米材料来检测叶酸;Liu等[10]合成了水溶性的CuInS2量子点,基于荧光猝灭恢复实现对叶酸含量测定。
近年来,碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)作为一种新型荧光纳米材料受到越来越多的关注。由于其具有荧光强度高、光稳定性好、耐光漂白[11]、低毒性、生物相容性好[12]等优点广泛应用于各个分析领域。本研究合成了一种水溶性好,荧光强度高,耐光漂白的CQDs[13] ,探讨了CQDs与FA的相互作用关系。研究发现,FA能使CQDs的荧光猝灭,其猝灭程度与FA的浓度具有一定的线性关系,据此建立了检测FA的荧光分光光度法。本方法简单,快速,灵敏度高。
2实验部分
2.1仪器与试剂
F2500荧光分光光度计(日本日立公司),U3010紫外可见分光光度计(日本日立公司), 25 mL对位聚苯(Polyphenyl,PPL)水热反应釜(上海岩征实验仪器有限公司),电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司); H1650W台式微量高速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司),ZEN3690电位分析仪(马尔文仪器有限公司)。
References
1Lucock M. Mol. Genet. Metab., 2000, 71(12): 121-138
2YE Li, TIAN YiMei. Tianjin Phamacy, 2000, 12(3): 63-64
3HAO Ling, ZHENG JunChi, TIAN YiHua, FAN DaWei, LI Zhu. Journal of Pepeking University(Health Sciences), 2004, 36(2): 210-214
4WANG Wei, SUN WeiDe. Chinese J. Anal. Chem., 2003, 31(10): 1280
5WEN XiaoQing, YANG YueXin. Chinese Journal of Food Hygiene, 2004, 16(1): 65-70
6LONG ChaoYang, GAO HongYan, XU XiuMin, LIANG FuRong, LIANG ChunHui. Chinese J. Anal. Chem., 2004, 32(10): 1341-1344
7ZHOU FuLin, SONG ShaoFei, GONG QiaoJuan, ZHANG WenCan, WANG TianJiao. Journal of Instrumental Analysis, 2010, 29(3): 272-275
8Geszke M, Murias M, Balan L, Medjahdi G, Korczynski J, Moritz M, Lulek J, Schneider R. Acta. Biomater., 2011, 7(3): 1327-1338
9Gudarzy F, Moghaddam A B, Mozaffari S, Ganjkhanlou Y, Kazemzad M, Zahed R, Bani F. Microchim. Acta., 2013, 180(1314): 1257-1262
10Liu S Y, Hu J J, Su X G. Analyst, 2012, 137: 4598-4604
11Yu S J, Kang M W, Chang H C, Chen K M, Yu Y C. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127(50): 17604-17605
12Xu X Y, Ray R, Gu Y L, Ploehn H J, Gearheart L, Raker K, Scrivens W A. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126(40): 12736-12737
13Gao M X, Liu C F, Wu Z L, Zeng Q L, Yang X X, Wu W B, Li Y F, Huang C Z. Chem. Commun., 2013, 49: 8015-8017
14XU JinGou, WANG ZunBen. Fluorometric Analysis Method. Beijing: Science Press, 2006: 64-70
15Lakowicz J R. New York: Springer, 2006: 208-282
16Mopelola I, Emmanuel L, Tebello N. J. Photochem. Photobiol. A, 2008, 198: 7-12
17YANG ManMan, YANG Pin, ZHANG LiWei. Chin. Sci. Bull., 1994, 39(1): 31-35
18Jia X F, Li J, Wang E K. Small, 2013, 9(22): 3873-3879
摘要:在pH 7.3 磷酸盐缓冲介质中, 通过静电作用, 叶酸能猝灭碳量子点在384 nm处的荧光。其猝灭的荧光信号强度与叶酸浓度呈一定线性关系, 据此建立了检测叶酸的荧光分光光度法。线性范围为0.025~2.0 μmol/L, 相关系数为0.9947,检出限为2.5 nmol/L。表征了体系的荧光光谱,吸收光谱及荧光寿命,探讨了体系的反应机理,优化了实验条件。本方法用于模拟血清中叶酸含量的检测, 加标回收率为97.3%~101.6%, RSD ≤4.9%。
关键词:荧光分光光度法; 叶酸; 碳量子点
1引言
叶酸(Folic acid,FA)作为一种水溶性B族维生素,是细胞分裂、生长不可缺少的物质。所有生长发育或新陈代谢旺盛的组织也均需要有足够的叶酸[1]。若叶酸不足,细胞的再生就会受到阻碍,引起巨幼红细胞贫血;此外,还会导致头发变灰、舌头发炎、肠胃不适、智力退化。而孕妇缺乏叶酸,可能引起胎儿宫内发育迟缓、早产和低体重出生等。叶酸在生命体中扮演着如此重要的角色,因此对叶酸的分析检测具有十分重要的意义。现有对叶酸的检测方法主要包括分光光度法[2]、微生物法[3]、等离子发射光谱法[4]、气相色谱法[5]、高效液相色谱法[6] 等,在众多检测方法中,荧光分光光度法由于其简单、灵敏及成本低等优点,广泛用于体系中待测物质的分析检测[7]。到目前为止,通过合成各种纳米材料(NPs)用于检测叶酸的报道并不多,其中Geszke等[8]合成了水溶性的Mn:ZnS/ZnS 量子点(QDs),基于FA与QDs作用导致其荧光强度降低实现了叶酸含量的测定;Gudarzy等[9]报道了基于Y2O3:Eu纳米材料来检测叶酸;Liu等[10]合成了水溶性的CuInS2量子点,基于荧光猝灭恢复实现对叶酸含量测定。
近年来,碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)作为一种新型荧光纳米材料受到越来越多的关注。由于其具有荧光强度高、光稳定性好、耐光漂白[11]、低毒性、生物相容性好[12]等优点广泛应用于各个分析领域。本研究合成了一种水溶性好,荧光强度高,耐光漂白的CQDs[13] ,探讨了CQDs与FA的相互作用关系。研究发现,FA能使CQDs的荧光猝灭,其猝灭程度与FA的浓度具有一定的线性关系,据此建立了检测FA的荧光分光光度法。本方法简单,快速,灵敏度高。
2实验部分
2.1仪器与试剂
F2500荧光分光光度计(日本日立公司),U3010紫外可见分光光度计(日本日立公司), 25 mL对位聚苯(Polyphenyl,PPL)水热反应釜(上海岩征实验仪器有限公司),电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司); H1650W台式微量高速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司),ZEN3690电位分析仪(马尔文仪器有限公司)。
References
1Lucock M. Mol. Genet. Metab., 2000, 71(12): 121-138
2YE Li, TIAN YiMei. Tianjin Phamacy, 2000, 12(3): 63-64
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4WANG Wei, SUN WeiDe. Chinese J. Anal. Chem., 2003, 31(10): 1280
5WEN XiaoQing, YANG YueXin. Chinese Journal of Food Hygiene, 2004, 16(1): 65-70
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7ZHOU FuLin, SONG ShaoFei, GONG QiaoJuan, ZHANG WenCan, WANG TianJiao. Journal of Instrumental Analysis, 2010, 29(3): 272-275
8Geszke M, Murias M, Balan L, Medjahdi G, Korczynski J, Moritz M, Lulek J, Schneider R. Acta. Biomater., 2011, 7(3): 1327-1338
9Gudarzy F, Moghaddam A B, Mozaffari S, Ganjkhanlou Y, Kazemzad M, Zahed R, Bani F. Microchim. Acta., 2013, 180(1314): 1257-1262
10Liu S Y, Hu J J, Su X G. Analyst, 2012, 137: 4598-4604
11Yu S J, Kang M W, Chang H C, Chen K M, Yu Y C. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127(50): 17604-17605
12Xu X Y, Ray R, Gu Y L, Ploehn H J, Gearheart L, Raker K, Scrivens W A. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126(40): 12736-12737
13Gao M X, Liu C F, Wu Z L, Zeng Q L, Yang X X, Wu W B, Li Y F, Huang C Z. Chem. Commun., 2013, 49: 8015-8017
14XU JinGou, WANG ZunBen. Fluorometric Analysis Method. Beijing: Science Press, 2006: 64-70
15Lakowicz J R. New York: Springer, 2006: 208-282
16Mopelola I, Emmanuel L, Tebello N. J. Photochem. Photobiol. A, 2008, 198: 7-12
17YANG ManMan, YANG Pin, ZHANG LiWei. Chin. Sci. Bull., 1994, 39(1): 31-35
18Jia X F, Li J, Wang E K. Small, 2013, 9(22): 3873-3879
摘要:在pH 7.3 磷酸盐缓冲介质中, 通过静电作用, 叶酸能猝灭碳量子点在384 nm处的荧光。其猝灭的荧光信号强度与叶酸浓度呈一定线性关系, 据此建立了检测叶酸的荧光分光光度法。线性范围为0.025~2.0 μmol/L, 相关系数为0.9947,检出限为2.5 nmol/L。表征了体系的荧光光谱,吸收光谱及荧光寿命,探讨了体系的反应机理,优化了实验条件。本方法用于模拟血清中叶酸含量的检测, 加标回收率为97.3%~101.6%, RSD ≤4.9%。
关键词:荧光分光光度法; 叶酸; 碳量子点
1引言
叶酸(Folic acid,FA)作为一种水溶性B族维生素,是细胞分裂、生长不可缺少的物质。所有生长发育或新陈代谢旺盛的组织也均需要有足够的叶酸[1]。若叶酸不足,细胞的再生就会受到阻碍,引起巨幼红细胞贫血;此外,还会导致头发变灰、舌头发炎、肠胃不适、智力退化。而孕妇缺乏叶酸,可能引起胎儿宫内发育迟缓、早产和低体重出生等。叶酸在生命体中扮演着如此重要的角色,因此对叶酸的分析检测具有十分重要的意义。现有对叶酸的检测方法主要包括分光光度法[2]、微生物法[3]、等离子发射光谱法[4]、气相色谱法[5]、高效液相色谱法[6] 等,在众多检测方法中,荧光分光光度法由于其简单、灵敏及成本低等优点,广泛用于体系中待测物质的分析检测[7]。到目前为止,通过合成各种纳米材料(NPs)用于检测叶酸的报道并不多,其中Geszke等[8]合成了水溶性的Mn:ZnS/ZnS 量子点(QDs),基于FA与QDs作用导致其荧光强度降低实现了叶酸含量的测定;Gudarzy等[9]报道了基于Y2O3:Eu纳米材料来检测叶酸;Liu等[10]合成了水溶性的CuInS2量子点,基于荧光猝灭恢复实现对叶酸含量测定。
近年来,碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)作为一种新型荧光纳米材料受到越来越多的关注。由于其具有荧光强度高、光稳定性好、耐光漂白[11]、低毒性、生物相容性好[12]等优点广泛应用于各个分析领域。本研究合成了一种水溶性好,荧光强度高,耐光漂白的CQDs[13] ,探讨了CQDs与FA的相互作用关系。研究发现,FA能使CQDs的荧光猝灭,其猝灭程度与FA的浓度具有一定的线性关系,据此建立了检测FA的荧光分光光度法。本方法简单,快速,灵敏度高。
2实验部分
2.1仪器与试剂
F2500荧光分光光度计(日本日立公司),U3010紫外可见分光光度计(日本日立公司), 25 mL对位聚苯(Polyphenyl,PPL)水热反应釜(上海岩征实验仪器有限公司),电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司); H1650W台式微量高速离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司),ZEN3690电位分析仪(马尔文仪器有限公司)。
References
1Lucock M. Mol. Genet. Metab., 2000, 71(12): 121-138
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3HAO Ling, ZHENG JunChi, TIAN YiHua, FAN DaWei, LI Zhu. Journal of Pepeking University(Health Sciences), 2004, 36(2): 210-214
4WANG Wei, SUN WeiDe. Chinese J. Anal. Chem., 2003, 31(10): 1280
5WEN XiaoQing, YANG YueXin. Chinese Journal of Food Hygiene, 2004, 16(1): 65-70
6LONG ChaoYang, GAO HongYan, XU XiuMin, LIANG FuRong, LIANG ChunHui. Chinese J. Anal. Chem., 2004, 32(10): 1341-1344
7ZHOU FuLin, SONG ShaoFei, GONG QiaoJuan, ZHANG WenCan, WANG TianJiao. Journal of Instrumental Analysis, 2010, 29(3): 272-275
8Geszke M, Murias M, Balan L, Medjahdi G, Korczynski J, Moritz M, Lulek J, Schneider R. Acta. Biomater., 2011, 7(3): 1327-1338
9Gudarzy F, Moghaddam A B, Mozaffari S, Ganjkhanlou Y, Kazemzad M, Zahed R, Bani F. Microchim. Acta., 2013, 180(1314): 1257-1262
10Liu S Y, Hu J J, Su X G. Analyst, 2012, 137: 4598-4604
11Yu S J, Kang M W, Chang H C, Chen K M, Yu Y C. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127(50): 17604-17605
12Xu X Y, Ray R, Gu Y L, Ploehn H J, Gearheart L, Raker K, Scrivens W A. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126(40): 12736-12737
13Gao M X, Liu C F, Wu Z L, Zeng Q L, Yang X X, Wu W B, Li Y F, Huang C Z. Chem. Commun., 2013, 49: 8015-8017
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15Lakowicz J R. New York: Springer, 2006: 208-282
16Mopelola I, Emmanuel L, Tebello N. J. Photochem. Photobiol. A, 2008, 198: 7-12
17YANG ManMan, YANG Pin, ZHANG LiWei. Chin. Sci. Bull., 1994, 39(1): 31-35
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