Eu(Ⅲ)摻雜ZnS量子點室溫磷光法測定生物體液中鹽酸普萘洛爾

畢 霖, 于源華

(長春理工大學生命科學技術(shù)學院,吉林長春 130022)

鹽酸普萘洛爾(Propranolol Hydrochloride,PRO)是一種β-腎上腺素受體阻滯劑，俗稱心得安，常用于心血管病的治療[1]，長期或過量服用可導致竇性心動過緩，房室傳導阻滯，低血壓及心衰等不良反應[2]。目前文獻報道的測定方法有色譜法[3 - 4]、分光光度法[5]、比色法[6]、毛細管電泳法[7]、同步熒光法[8]和化學發(fā)光法[9]等。但是這些方法有的分析步驟繁瑣，成本較高；有的受到自體熒光和散射光的干擾而靈敏度不高。因此，發(fā)展新的檢測PRO的方法具有十分重要的意義。

水溶性量子點(Quantum Dots,QDs)作為一種新型的熒光材料，與傳統(tǒng)有機熒光染料相比具有發(fā)射波長可調(diào)、激發(fā)光譜范圍寬、發(fā)射光譜窄、熒光量子產(chǎn)率高、光穩(wěn)定性好等特點[10]。三價稀土離子的4f-4f躍遷能產(chǎn)生非常窄的發(fā)光帶，將三價稀土離子摻入ZnS半導體納米晶中，能夠得到一類新的發(fā)光材料，這些材料的磷光發(fā)光壽命長，受散射光的干擾小[11 - 13]?；诹孔狱c的這種特性，量子點的磷光性質(zhì)已被應用于檢測各種離子[14]、小分子[15]和生物大分子[16]。

本文合成了水溶性的Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs，利用其室溫磷光(RTP)性質(zhì)，建立了一種快速、簡便、高選擇性和高靈敏度檢測生物體液中的PRO的新方法，該方法有效地避免了生物體液的自體熒光和散射光的干擾。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

JSM-2100透射電鏡(日本，電子公司)；X射線衍射儀(德國，布魯克公司)；熒光分光光度計(美國，瓦里安公司)；pHS-3C型酸度計(上海偉業(yè)儀器廠)。

ZnSO4·7H2O(天津空船化學試劑有限公司)；EuCl3(天津科密歐化學試劑有限公司)；Na2S·9H2O、L-半胱氨酸(天津光復精細化工研究所)；NaH2PO4、Na2HPO4(北京紅星化學試劑有限公司)；鹽酸普萘洛爾(上海信誼黃河制藥有限公司)，所有的試劑均為分析純。實驗用水為高純水。

1.2 Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs的合成

參考文獻方法[17]并作適當修改。在250 mL三口燒瓶中，依次加入50 mL 0.02 mol·L-1的L-半胱氨酸，5 mL 0.1 mol·L-1的ZnSO4溶液和0.5 mL 0.001 mol·L-1的EuCl3溶液，攪拌均勻后，用1 mol·L-1的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH至11。通氬氣飽和30 min后，用注射器迅速加入5 mL 0.1 mol·L-1的Na2S溶液，攪拌20 min。然后溶液在空氣中于50 ℃下老化2 h，得到水溶性Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs。加入等體積的無水乙醇使量子點析出，高速離心，倒去上層清液后，用乙醇洗滌3次，最后，用真空干燥箱干燥24 h，得到固體粉末。

1.3 分析過程

1.4 樣品處理

尿樣和血清樣都取自健康人群，這些樣品在分析前稀釋100倍，不需要其他的預處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs的物理及光譜性質(zhì)

通過透射電鏡(TEM)可以觀察到Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs為粒徑均一的球形，直徑為4 nm(圖1)；X射線衍射(XRD)結(jié)果表明，Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs為立方形結(jié)構(gòu)(圖2)。

圖1 Eu(Ⅲ)摻雜的ZnS量子點的TEM譜圖

圖2 Eu(Ⅲ)摻雜的ZnS量子點的XRD譜圖

圖3為在290 nm的激發(fā)波長下，Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs的磷光(a)和熒光光譜(b)。由圖3可以看出，量子點的最大磷光發(fā)射峰在595 nm處，而熒光在575、595、617 nm處均有發(fā)射峰，三個熒光發(fā)射峰歸因于Eu(Ⅲ)的5D0-7F1(J=0,1,2)的躍遷[18]。

圖3 Eu(Ⅲ)摻雜ZnS量子點的磷光(a)和熒光(b)光譜

圖4 體系pH 對Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs室溫磷光猝滅強度的影響

2.2 反應介質(zhì)和pH的影響

考察了磷酸鹽緩沖體系和Tris-HCl緩沖體系作為反應介質(zhì)時的磷光發(fā)光強度。結(jié)果表明，在磷酸鹽緩沖體系中，量子點表現(xiàn)出較高的發(fā)光強度且重現(xiàn)性較好。研究了緩沖液濃度和pH對量子點磷光的影響。結(jié)果表明，緩沖體系的濃度為0.01 mol·L-1，pH=7.4時，量子點的室溫磷光猝滅強度(△IRTP)最大(圖4)。本實驗選定pH=7.4的濃度為0.01 mol·L-1的NaH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液。

圖5 PRO濃度對Eu(Ⅲ)摻雜ZnS量子點磷光強度的影響

2.3 干擾實驗

在選定的實驗條件下，考察了體液中幾種常見的金屬離子和生物分子對PRO測定的干擾情況。當PRO的濃度為10 ng·mL-1，控制相對誤差≤±5%時，2 500倍的K+、Na+、Mg2+、Ca2+；10 000倍的葡萄糖、500倍的尿素、尿酸、抗壞血酸和檸檬酸對測定均無干擾。

2.4 方法分析性能

在最優(yōu)實驗條件下，考察了PRO的濃度對Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs磷光強度的影響，結(jié)果如圖5所示。其線性回歸方程為:△IRTP=0.2101c+8.1819，相關(guān)系數(shù)R=0.9984，線性范圍為5～500 ng·mL-1，相對標準偏差(RSD)為2.6%(c=10 ng·mL-1,n=5)，檢出限為4.18 ng·mL-1。與文獻報道的方法進行了比較，結(jié)果見表1。由表1可以看出，該方法線性范圍寬，檢出限低。

2.5 樣品分析

在優(yōu)化的實驗條件下，將該方法應用于尿液和血清中PRO的測定，結(jié)果見表2。由表2可知，樣品的加標回收率為95%～101%，結(jié)果令人滿意。

表1 方法分析性能的對比

表2 尿液與血清中PRO加標回收率測定的結(jié)果

3 結(jié)論

本文在水相中合成了L-半胱氨酸包覆的Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs，建立了一種基于摻雜型量子點室溫磷光猝滅測定生物體液中鹽酸普萘洛爾的新方法，該方法測定鹽酸普萘洛爾簡便快速、靈敏度高，可用于生物體液中鹽酸普萘洛爾含量的測定。