一种CdTe量子点-L-精氨酸荧光探针及其应用

测量装置的制造及其应用技术一种cdte量子点-l-精氨酸荧光探针及其应用技术领域1.本发明属于小分子氨基酸检测技术领域，具体涉及一种cdte量子点-l-精氨酸荧光探针及其在gsh、p2o74-检测中的应用。背景技术：2.谷胱甘肽(gsh)是一种重要的非蛋白质硫醇，是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽。它在许多生理和病理过程中起着极其重要的作用。gsh在细胞中充当内源性抗氧化剂，具有许多细胞功能，包括细胞内防御自由基和毒素、维持细胞内氧化还原稳态、异生物质代谢、信号转导和基因调控。因此，细胞内gsh的异常水平与各种疾病和症状直接相关，如阿尔茨海默病、帕金森病、银屑病、肝损伤、中风和癌症。因此，准确、快速地检测生物中的gsh已成为最重要的任务之一。目前检测gsh的分析技术主要有电化学、高效液相色谱、质谱、荧光光谱等。其中，荧光法因其易于操作、实时追踪、灵敏度好、选择性高、响应速度快等优点而受到越来越多的关注。3.在各种磷酸盐离子中，焦磷酸盐在许多生物能量和代谢过程中发挥着至关重要的作用，例如atp水解、dna或rna聚合反应，以及一些用于正常细胞功能的酶促反应。已将检测释放的焦磷酸盐作为一种实时dna测序方法进行了研究。通过评估焦磷酸盐的量来研究端粒酶活性(癌症的生物标志物)也被认为在癌症研究中很重要。目前已经开发了几种检测焦磷酸根的技术，例如比色测定法、电光法和荧光测定法。然而，由于焦磷酸根的强水合作用和有机荧光传感器的低水溶性，这些荧光有机传感器中的大多数仅限于有机或混合水介质。然而，纯水溶液中对焦磷酸根检测的荧光探针却鲜有报道。本发明通过量子点水溶性荧光探针来快速、灵敏地检测焦磷酸根。4.半导体纳米晶量子点(qds)因其优异的光学性能而成为传感器的优良荧光材料。与有机染料或荧光蛋白相比，它们具有很高的热稳定性和光化学稳定性。量子点的发射谱是对称的，带宽相对较窄。此外，量子限制导致量子点发射色的尺寸可调谐性，使得量子点发射体的颜色纯度从紫外到近红外波长范围内具有很高的纯度。技术实现要素：5.本发明旨在提供一种cdte量子点-l-精氨酸荧光探针及其在gsh、p2o74-检测中的应用，所要解决的技术问题是通过分子设计结合能够检测识别gsh、p2o74-的荧光探针。6.本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针，其结构式如下所示：[0007][0008]本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针的制备方法，首先在cdte量子点的表面接枝配体半胱胺，然后再和经edc/nhs活化的l-精氨酸反应使量子点表面功能化而获得cdte量子点-l-精氨酸荧光探针结构；具体包括如下步骤：[0009]步骤1：将3.22mmolnabh4和0.36mmol碲粉(te)加入去离子水中反应至黑色粉末消失，得到无色透明的nahte溶液；[0010]步骤2：将无色透明的nahte溶液迅速倒入0.82mmol cdcl2·2.5h2o和1.94mmol半胱胺(mea)构成的混合溶液中，得到半胱胺修饰的碲化镉量子点溶液(mea-cdte qds)；[0011]步骤3：在40mll-精氨酸溶液(含l-精氨酸0.007g)中加入0.016mmol碳化二亚胺(edc)和0.004mmol n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)，室温下反应活化30分钟，然后在室温下加入2.02ml步骤2获得的半胱胺修饰的碲化镉量子点溶液，反应得到cdte量子点-l-精氨酸荧光探针。[0012]所述l-精氨酸的结构式如下所示：[0013][0014]本发明合成路线如下所示：[0015][0016]本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针的应用，是在gsh或p2o74-的检测过程中作为检测试剂使用。[0017]cdte量子点-l-精氨酸荧光探针常温下作为检测试剂使用，在水介质中进行荧光光谱检测，通过荧光强度的变化实现对水溶液中gsh或p2o74-的定性或定量检测。[0018]所述cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对gsh、p2o74-的检测限分别为0.16μm、0.30μm。[0019]本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针能识别gsh、p2o74-，可以通过测定荧光强度变化的方式可检测gsh、p2o74-，随着gsh、p2o74-浓度逐渐增大，cdte量子点-l-精氨酸荧光探针荧光探针在545nm处的荧光强度逐渐减弱。可以应用在水介质进行荧光光谱检测，通过荧光强度的变化实现对水溶液中gsh、p2o74-的定性或定量检测。所述cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对gsh、p2o74-的检测限分别为0.16μm、0.30μm。[0020]本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针具较高的灵敏性和专一的选择性，且制备简单较易合成，并成功用于水中p2o74-的检测。附图说明[0021]图1为cdte量子点的高分辨透射电镜图。[0022]图2为本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针及l-精氨酸、cdte量子点的红外光谱图。[0023]图3为本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针加入不同氨基酸(a)、阴离子(b)的荧光光谱(λex＝330nm)。[0024]图4为本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针分别加入gsh、p2o74-后再加入不同氨基酸(a)、阴离子(b)的荧光柱状图。[0025]图5为本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针加入不同浓度gsh荧光变化图，以及荧光强度减弱值(f0-f)与gsh浓度之间关系图。[0026]图6为本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针加入不同浓度p2o74-荧光变化图，以及荧光强度减弱值(f0-f)与p2o74-浓度之间关系图。具体实施方式[0027]本发明可以通过以下的实施例进一步说明，但不仅仅局限于实施例。[0028]实施例1：cdte量子点-l-精氨酸荧光探针的制备与表征[0029]nahte前驱体制备：将3.22mmol nabh4和0.36mmol硒粉放入5ml离心管中，用1ml移液枪注入3ml去离子水，反应至黑色粉末消失，得到无色透明的溶液。[0030]cd前驱体制备：取80ml预处理去离子水于三颈烧瓶中通入n250分钟，然后加入0.82mmol cdcl2·2.5h2o和1.94mmol半胱胺(mea)，搅拌待其完全溶解后在通入n2氛围中将nahte溶液迅速倒入含有cd的前驱体溶液的三颈烧瓶中搅拌，用1m naoh溶液调节ph＝5.4，在90℃回流反应3h，得到半胱胺为配体的cdte量子点，即mea-cdte qds。[0031]在室温下用edc/nhs活化40ml的0.007gl-精氨酸溶液30分钟，然后室温下加入2.02ml的cdte量子点溶液搅拌2小时得到目标探针。[0032]图1为cdte量子点的透射图。[0033]图2为图2为本发明l-精氨酸、cdte量子点、cdte量子点-l-精氨酸荧光探针的红外光谱图，-co-nh(1643cm-1)。[0034]实施例2：cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对gsh的选择性(λex＝330nm)。[0035]图3a是cdte量子点-l-精氨酸荧光探针溶液中加入不同氨基酸：还原型谷胱甘肽(gsh)，dl-缬氨酸(dl-val)，赖氨酸(lys)，脯氨酸(pro)，甘氨酸(gly)，半胱氨酸(cys)，胱氨酸(cystine)，葡萄糖(glucose)，天冬氨酸(asn)，多巴胺(dopamine)，谷氨酸(glu)，抗坏血酸(aa)，亮氨酸(leu)等后的荧光光谱图，从图中可看出目标探针加入gsh溶液后，荧光发生了很大程度的减弱，而加入其他氨基酸后探针的荧光强度虽略有减弱，但与gsh相比微不足道。以上可以说明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对gsh具有专一性识别。[0036]图4a是cdte量子点-l-精氨酸荧光探针加入gsh后再加入不同氨基酸的荧光柱状图。由图可以看出其他氨基酸的加入对加入gsh后探针的荧光并没有什么影响。[0037]实施例3：cdte量子点-l-精氨酸荧光探针中加入不同浓度gsh的荧光变化，以及荧光强度淬灭值(f0-f)与gsh浓度之间的相关性。[0038]从图5中可以看出，随着gsh浓度增大，cdte量子点-l-精氨酸荧光探针的荧光在不断的减弱。gsh浓度在0-20μm浓度范围内有线性关系，可根据这个线性回归方程计算要检测gsh的浓度，简单方便。根据检测限方程l＝3σ/k，计算得出对于gsh的检测限为0.16μm。[0039]实施例4：cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对p2o74-的选择性(λex＝330nm)。[0040]如图3b是cdte量子点-l-精氨酸荧光探针溶液中加入不同阴离子：p2o74-，hso3-，s2-，so32-，no2-，co32-，hco3-，h2po4-，hpo42-，clo-，onoo-，h2o2，po43-等后的荧光光谱图，从图中可看出目标探针加入p2o74-溶液后，荧光发生了很大程度的减弱，而加入其他阴离子后探针的荧光强度与加入gsh相比变化不大。以上可以说明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对p2o74-具有特定识别。[0041]如图4b是cdte量子点-l-精氨酸荧光探针溶液中加入p2o74-后再加入不同阴离子后的荧光柱状图。由图可以看出cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对p2o74-的检测不受其他阴离子的干扰。[0042]实施例5：cdte量子点-l-精氨酸荧光探针中加入不同浓度p2o74-的荧光变化和荧光强度淬灭值(f0-f)与p2o74-浓度之间的相关性。[0043]从图6中可以看出，随着p2o74-浓度增大，cdte量子点-l-精氨酸荧光探针的荧光在不断的减弱。p2o74-浓度在0-45μm浓度范围内有线性关系，可根据这个线性回归方程计算要检测p2o74-的浓度，简单方便。根据检测限方程l＝3σ/k，计算得出对于p2o74-的检测限为0.3μm。[0044]实施例6：cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对实际水样中p2o74-的检测。[0045]cdte量子点-l-精氨酸荧光探针检测自来水和湖泊水中的(表1)。检测结果与实际相比基本一致。可以表明本发明的荧光探针在环境检测中有实际的应用价值。[0046]表1本发明cdte量子点-l-精氨酸荧光探针对实际水样的检测结果[0047]









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