以近红外CdTe量子点为荧光探针测定痕量6-巯基嘌呤

湖南科技大学毕业论文1摘要在pH为7.0的CdTe量子点溶液中加入铜离子中，溶液的荧光发生猝灭。由于6-巯基嘌呤（6-MP）含有-SH结构，6-巯基嘌呤可以通过Cu-S与铜离子作用，使CdTe量子点表面上的铜离子脱离进入溶液，从而使CdTe量子点荧光强度恢复，即体系的荧光强度增强。基于6-MP能使量子点(QDs)—铜(Cu)体系荧光强度增强，建立了一种快速灵敏检测6-巯基嘌呤的新方法。研究了量子点浓度、酸度、反应温度、反应时间以及共存物质对实验结果的影响。确定了最佳测定条件为：量子点浓度为1.0×10-4mol/L，反应时间为30min，pH为7.0，体系中Cu（II）:1.0×10-8mol/L。研究表明，共存物质不影响6-MP的测定。在最佳测定条件下，6-MP浓度为1.0×10-9~1.0×10-12mol/L，其浓度与量子点(QDs)—铜(Cu)体系荧光强度增强呈现良好的线性关系，相关系数R=0.9947，该方法的检出限为6.0×10-13mol/L。关键词：6-巯基嘌呤、CdTe量子点、荧光探针湖南科技大学毕业论文2目录第一章前言........................................................................错误!未定义书签。第二章实验部分.................................................................................................52.1仪器和试剂.................................................................................................52.2黄酒样品的制备...........................................................................................52.36-巯基嘌呤的检测........................................................................................5第三章结果与讨论..............................................................错误!未定义书签。3.1量子点的光谱特性........................................................错误!未定义书签。3.2反应体系pH条件的确定..............................................................................63.3反应温度与时间的选取..................................................错误!未定义书签。3.4铜离子的选择...............................................................错误!未定义书签。3.5共存物质的影响............................................................错误!未定义书签。3.6Cu(II)对CdTe量子点荧光强度的猝灭...........................................................93.7工作曲线和线性范围..................................................................................103.8回收率实验和黄酒中6-巯基嘌呤的测定......................................................11第四章结论.....................................................................................................12参考文献.............................................................................................................13致谢.....................................................................................................................15湖南科技大学毕业论文3第一章前言6-巯基嘌呤（6-MP）是一种核苷类抗肿瘤药物，是一种广泛使用的抗白血病剂.可阻断次黄嘌呤转变为腺嘌呤核苷酸及鸟嘌呤核苷酸而抑制核酸的合成[1]，对多种肿瘤均有抑制作用。6-巯基嘌呤是一种治疗急（慢）性白血病、绒毛膜上皮癌、恶性淋巴瘤等有效抗癌药物，但6-巯基嘌呤的服用会产生骨髓抑制[2]，少数病人会出现肝功能损害，敏感病人可能会出现肾功能障碍等症状。然而，由于6-巯基嘌呤的特性，又作为食品添加剂广泛应用于饮料、酒类、调味品中，因此为了监测人体内6-巯基嘌呤的浓度水平，有必要建立一种简便快速，灵敏度高的检测方法。目前，文献中记载的检测6-巯基嘌呤的方法主要有电化学方法[3-5]、化学发光法[6-8]、分光光度法[9-11]、色谱法[12]等。近红外量子点由于其荧光发射波长在近红外波段(大于650nm)，可以避免生物组织内源性物质（如蛋白质、核酸等）等实验的干扰，使测定结果的具有很高的准确性。本工作以近红外CdTe量子点为荧光探针，基于6-巯基嘌呤能够使量子点—铜体系的荧光强度增强的特性，建立了痕量6-巯基嘌呤检测新方法，文献中对6-巯基嘌呤的检测方法进行简单叙述。具体量子点作为近几年发展起来的新型纳米材料,是一种由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒，其直径为1～100nm的一类半导体纳米粒子,还可称为半导体纳米微晶体。目前所报道的绝大多数量子点是由Ⅱ-Ⅵ族(如CdS、CdSe、CdTe)和Ⅲ-V族(如GaAs、InGaAs、InP)元素组成的均一或核/壳结构(如CdS/HgS/CdS)纳米颗粒，由于光谱禁阻的影响,当这些半导体纳米晶体的直径小于其玻尔直径(一般小于10nm)时,就会表现出特殊的理化和光谱性质[13]。量子点的特殊构造导致其具备表面效应、量子尺寸效应、介电限域效应和宏观量子隧道效应,从而派生出与宏观体系和微观体系不同的低维物性,展现出许多不同于宏观块体材料的物理化学性质和独特的发光特性[14,15]。这些量子点具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长、可忽略的光漂白等优越的荧光特性,可以很好地用于荧光标记,可以成为一类理想的生物荧光探针。随着纳米科技的飞速发展，量子点以其优良、独特的光谱特性和良好的光化湖南科技大学毕业论文4学稳定性，成为理想的荧光探针材料，并且成为科研工作者备受关注的一种新型纳米生物荧光探针。它在生命科学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、基因组学、蛋白质组学、药物筛选、分析科学、材料科学、免疫医学、检验检疫科学等传统及新兴的领域中都得到了广泛的应用[16~19]，并取得了一定的研究进展，尤其是在生命科学的各个领域中，它的作用更是日益突出。1998年，Alivisatos[20]和Nie[21]等人分别攻克了以量子点作为生物探针与生物之间相容性问题的难关，使量子点成为最有前途的荧光标记物之一。这在国内外学者中引起了强烈的反响，使得量子点荧光标记法在生命科学中的应用迅速成为国内外研究的热点内容[22]。铜是人体必需的微量元素之一，但摄入量不当会引起机体中毒。铜过剩可使血红蛋白变性，损伤细胞膜，抑制一些酶的活性，从而影响机体的正常代谢,并且还会导致心血管系统疾病。铜以极低的浓度广泛地存在于在日常食品中，因此建立高灵敏度、高选择性和快速检测食品中微量毒素的方法非常重要。量子点(Quantumdots,QDs)因具有独特的光学性质、较高的荧光量子产率和窄而对称的荧光发射光谱等而被作为金属离子荧光探针应用于食品中微量毒素的检测。但是单核量子点存在大量表面缺陷使量子点的荧光量子产率(photoluminescencequantumyields,PLQYs)较低从而影响检测。合成高PLQYs的量子点并将其作为Cu2+荧光探针实现对食品中微量毒素进行检测，在本研究过程中有进一步介绍。本论文以食品中微量毒素的检测为目的。基于6-巯基嘌呤能够使CdTe量子点-铜体系的荧光强度的特性，建立了以CdTe量子点为荧光探针检测低度酒中痕量6-巯基嘌呤的新方法。湖南科技大学毕业论文5第二章实验部分2.1试剂与仪器6-巯基嘌呤（高纯级，购于阿拉丁试剂公司）；五水硫酸铜（分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司）；0.01mol/L链霉素溶液：准确称取0.1221g6-巯基嘌呤于100mL容量瓶中，加水溶解定容；其它浓度的6-巯基嘌呤溶液均由该浓度稀释而得；0.02mol/LPBS缓冲溶液用分析纯磷酸氢二钠（Na2HPO4）和磷酸二氢钠（NaH2PO4）配制而成。实验所用近红外CdTe量子点按第三章合成方法制备，向CdTe量子点溶液中加入乙醇，进行离心分离后，再分散到二次水中，即得到纯化量子点。实验用水为去离子二次水。实验仪器同3.2.1.2。2.2黄酒样品的制备取10mL黄酒样品用100mL乙酸乙酯分三次萃取，合并萃取液并真空浓缩至干用50mL甲醇溶解，然后用用1mol/LNaOH调节pH至7，转移至100mL容量瓶中，用二次水定容，备用。2.36-巯基嘌呤的检测取1mL近红外CdTe量子点溶液置于10mL比色管中，然后加入pH为7.0的一定体积的PBS缓冲溶液(0.02mol/L)，再加入1mL的Cu(II)溶液，充分混合，静置20min后加入1mL不同浓度的6-巯基嘌呤标准溶液，最后加入PBS缓冲溶液定容，混匀。在室温下反应40min，以571nm为激发波长，RF-5301型荧光分光光度计上进行荧光强度检测试验，测定体系的荧光强度(F1)，并观察强度变化。按同样方法测定不加6-巯基嘌呤和Cu(II)的量子点的荧光强度(F0)和只加入了量子点和Cu(II)溶液的荧光强度(F)。湖南科技大学毕业论文6第三章结果与讨论3.1量子点的光谱特性紫外—可见吸收光谱图和荧光光谱图：图7.1为巯基丙酸修饰的近红外CdTe量子点的紫外—可见吸收光谱图和荧光光谱图。从图7.1a可以看出，合成的CdTe量子点的紫外—可见光谱吸收峰位于571nm处。根据紫外吸收光谱并利用计算量子点粒径的经典公式[111]就可以计算出量子点的粒径为6nm，说明所合成的量子点的粒径是比较小的。由图7.1b可知，当激发波长λ=571nm时，CdTe量子点的最大发射波长位于714nm处，CdTe量子点的峰形尖锐，半峰宽较窄，说明合成的量子点的发光性能好，表面平滑缺陷少，量子点分散均匀。Wavelenth/nm500600700800900Absorbance0.0.2.4.6.81.01.21.4RelativeIntensity0.0.2.4.6.81.0ab图7.1近红外量子点的紫外—可见吸收光谱图(a)和荧光光谱图(b)Fig.7.1UV-visabsorptionspectrum(a)andfluorescenceSpectra(b)ofNear-infraredCdTequantumdots3.2反应体系pH条件的确定将1.0×10-8mol/L的Cu(II)溶液和6.0×10-11mol/L6-巯基嘌呤标准溶液置于pH为4.5，5.6，6.0，6.5，6.8，7.0，