以氨基功能化石墨烯量子点为荧光探针对铜离子、EDTA、维生素B6与P-糖蛋白的检测

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石墨烯量子点是一种典型的碳基纳米材料,以其优异的光学性质、催化性能、低毒性和高稳定性,引起了越来越多的关注,作为荧光探针被广泛用于化学/生物传感。本文制备了氨基功能化石墨烯量子点(af-GQDs),利用该荧光材料设计并建立了检测铜离子(Cu2+)、EDTA、维生素B6(VB6)和P-糖蛋白(P-gp)的简便方法,主要工作如下:1.构建了一种定量检测Cu2+和EDTA具高灵敏性的荧光方法。利用透射电子显微镜和红外光谱对氨基功能化石墨烯量子点(af-GQDs)进行了表征。af-GQDs和1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)之间的荧光共振能量转移能导致af-GQDs的荧光发生猝灭。加入Cu2+后,其能与PAN发生络合反应,使得荧光共振能量转移效应增强,进一步猝灭了af-GQDs的荧光。当Cu2+浓度在1 nM-10μM范围内,af-GQDs荧光强度的变化值与Cu2+浓度的对数存在线性关系,检出限为0.87 nM。EDTA可破坏Cu2+-PAN络合物,重新释放PAN。由于荧光共振能量转移效应减弱,af-GQDs的荧光得到一定的恢复,进而能实现对EDTA的检测。荧光强度变化值与EDTA浓度的对数值在10 nM-10μM呈较好的线性关系。信噪比为3时,检测限为2.8 nM。对水样中Cu2+的检测和胰酶消化液中EDTA的检测均获得了较好的回收率,回收率范围分别为93%-106%、97%-105%。2.合成了四氧化三锰纳米颗粒(Mn3O4 NPs),并利用透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱和X射线光电子能谱对其进行表征。Mn3O4 NPs和af-GQDs两者之间的内滤效应和荧光共振能量转移,能导致af-GQDs的荧光被有效猝灭。将维生素B6加入到体系中,Mn3O4NPs中的Mn3+被还原为Mn2+,其吸光度大幅降低,内滤效应和荧光共振能量转移效应受到抑制,af-GQDs的荧光有一定程度的恢复。当VB6的浓度在10 nM-50μM范围内时,af-GQDs荧光强度的变化值与VB6浓度的对数值呈良好的线性关系。信噪比为3时,检测限为0.49nM。基于该方法,实现了对维生素B6注射液中VB6含量的分析,回收率可达97%-108%,得到的结果令人满意。3.分别制备了af-GQDs-P-糖蛋白抗体(af-GQDs-Ab)和af-GQDs-P-糖蛋白(af-GQDs-Ag)这两种量子点-生物大分子复合物。两种复合物均具有一定的荧光强度,将二者混合在一起后,由于石墨烯量子点的光学碰撞,使得混合溶液的荧光强度小于两组分各自的荧光强度之和。加入P-gp后,af-GQDs-Ab会与P-gp发生免疫反应,减弱af-GQDs-Ab和af-GQDs-Ag间的碰撞,荧光强度有一定程度的上升。当P-糖蛋白浓度在10 pg mL-1-10μg mL-1的范围时,混合体系的荧光强度变化值与P-糖蛋白浓度的对数值呈良好的线性关系。信噪比为3时,检出限为4.8 pg mL-1。该检测方法实现了对P-糖蛋白的灵敏检测,具有良好的选择性。
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