CN112094416B - 一种用于血浆中唾液酸荧光检测的镧系配位聚合物荧光探针、制法和检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于血浆中唾液酸荧光检测的镧系配位聚合物荧光探针、制法和检测方法，本发明将金属离子猝灭剂与含硫有机酸在简单搅拌条件下，先形成单金属离子的配位聚合物，然后用镧系发光离子进行掺杂或离子置换，形成含双金属离子的配位聚合物荧光探针。该探针中，镧系发光离子的荧光被抑制。在唾液酸存在条件下，唾液酸与镧系发光离子发生竞争性结合，释放镧系发光离子，从而恢复镧系发光离子的荧光发射，实现唾液酸检测。本发明的荧光探针制备条件简单、操作方便，无需酶的参与，即可用于唾液酸检测，具有使用成本低、高选择性和操作简单等特点。

Description

一种用于血浆中唾液酸荧光检测的镧系配位聚合物荧光探 针、制法和检测方法
技术领域
本发明涉及聚合物荧光探针及其制法和检测方法，具体涉及一种用于血浆中唾液酸荧光检测的镧系配位聚合物荧光探针、制法和检测方法。
背景技术
唾液酸是一类携带负电荷的九碳单糖，具有多种多样的生物学功能，如细胞表面糖复合物末端的唾液酸能够介导细胞之间信息的传递，还可参与细胞间的黏附过程。此外，糖复合物末端唾液酸能够屏蔽糖蛋白和糖脂的结构，抑制细胞或分子与其特异性识别位点的结合，进而躲避免疫系统的监视，促进免疫逃逸的发生。已有研究表明，肿瘤细胞恶性程度与其表面唾液酸含量密切相关：肿瘤细胞表面的唾液酸含量越高，肿瘤细胞的转移性越强。血清中唾液酸的含量与肿瘤增殖、浸润、转移、细胞黏附性降低、肿瘤抗原性及逃避宿主免疫有关。肿瘤状态下，血清唾液酸水平的升高与肿瘤细胞表面的大分子脱落、胞膜分泌增加、唾液酸苷酶活性增加有关，血清中的唾液酸已经可以作为一种广泛有效的肿瘤标志物。
唾液酸的检测方法有高效液相色谱法、酶法、化学比色法等。(1)高效液相色谱法具有分离效率高，选择性好，检测灵敏度高，操作自动化，应用范围广等的优点，但是分析成本高、分析时间长且不适合临床批量检测；(2)酶分析法具有特异性高，操作简单快捷、准确安全、可自动化分析的优点，但是该方法稳定周期短，且成本高；(3)化学比色法虽然价格较低，但多存在特异性低、操作复杂繁琐、不适合自动化分析等缺点，其试剂成分具有一定的人体危害性。
配位聚合物(Coordination Polymers，CPs)是通过有机配体与金属离子(或金属团簇)之间的配位作用而形成的一类无机-有机杂化多孔材料。该类材料具有高比表面积、多样的拓扑结构、可预测的结构/孔径和催化性能，是一类具有巨大应用前景的新型多孔材料。CPs材料可作为发光材料，用于荧光传感与成像。结合镧系金属离子的荧光发射能力，一些CPs纳米探针已经应用在离子、小分子有机化合物和生物分子检测等方面。 CPs纳米探针具有制备简单，且成本低的特点。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种用于血浆中唾液酸荧光检测的镧系配位聚合物荧光探针。本发明的另一个目的是提供该镧系配位聚合物荧光探针的制备方法。本发明还有一个目的是提供一种快速、准确可靠、特异性高的唾液酸检测方法，将CPs材料应用于唾液酸分析领域，利用镧系CPs材料的荧光特性，克服现有检测技术特异性不高、操作繁琐、复杂耗时等不足。
技术方案：本发明所述的用于血浆中唾液酸荧光检测的镧系配位聚合物荧光探针，包括有机配体、镧系发光离子和金属离子猝灭剂，所述有机配体为含硫有机酸，所述金属离子猝灭剂和镧系发光离子通过配位作用，依次与有机配体反应，形成配位聚合物荧光探针。
所述的镧系配位聚合物荧光探针的制备方法，包括以下步骤：
(1)将10～100mg的含硫有机酸溶解于1～50mL极性溶剂中，搅拌下慢慢滴入 1～10mL 0.02～2M金属离子猝灭剂的水溶液，在5～50℃条件下，搅拌反应5h以上；
(2)将步骤(1)的溶液中缓慢滴加1～10mL 0.01～1M镧系离子水溶液，在5～50℃条件下，搅拌反应0.1～10h，即得到配位聚合物荧光探针。
所述极性溶剂选自水、乙醇、甲醇及其混合溶剂。
所述含硫有机酸为含有羧酸和硫原子的有机分子。
所述金属离子猝灭剂，主要包括Cu2+、Ni3+、Co2+金属离子。
所述镧系离子，主要包括Tb3+、Eu3+、Er3+镧系发光离子。
所述的荧光探针对血浆中唾液酸进行检测的方法，向待测唾液酸样品中，加入所述的配位聚合物荧光探针，反应3～10min后，取上清液，对镧系离子的荧光发射进行检测。
本发明提出的可用于唾液酸检测的配位聚合物荧光探针，是将金属离子猝灭剂与含硫有机酸先形成单金属离子的配位聚合物，然后用镧系发光离子进行掺杂或离子置换，形成含双金属离子的配位聚合物荧光探针。该探针中，镧系发光离子的荧光被抑制。在唾液酸存在条件下，唾液酸与镧系发光离子发生竞争性结合，释放镧系发光离子，从而恢复镧系发光离子的荧光发射。利用荧光强度的变化，实现唾液酸的定量分析，图1为本发明的原理图。
在本发明的一个实施例中，选用Cu2+作为金属离子猝灭剂，2，2′-硫代二乙酸 (2，2′-Thiodiacetic Acid，TDA)作为含硫有机酸，进行反应，然后以Tb3+作为镧系发光离子，进一步与Cu2+/TDA的配位复合物进行反应，得到Tb3++Cu2+/TDA荧光探针。该探针可加入到唾液酸样品中，通过Tb3+的荧光强度，对唾液酸进行定量分析。理论上，唾液酸的浓度越高，被唾液酸竞争脱离下来的Tb3+就越多，相应的荧光信号强度也越强。
有益效果：与现有的技术相比，本发明具有如下显著的特点：(1)本发明的配位聚合物荧光探针制备方法简单，不需要严格的合成条件，且成本低。(2)本发明的配位聚合物荧光探针，可直接加入到唾液酸样品中进行检测，有简便、快速、灵敏的特点。(3) 采用本发明的配位聚合物荧光探针对目标唾液酸分子进行检测，无需酶的参与，即可实现唾液酸的检测。
附图说明
图1为本发明中镧系配位聚合物荧光探针检测唾液酸的原理；
图2为镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)的扫描电镜图；
图3为实施例1中镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)对不同浓度唾液酸检测的荧光光谱图(FI代表荧光强度)；
图4为实施例1和实施例4中镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)对唾液酸响应的线性关系；
图5为实施例4中镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)对唾液酸在生物分子中检测的选择性；
图6为实施例4中镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)对唾液酸在无机离子中检测的选择性；
图7为实施例1中镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)对血浆中不同浓度唾液酸检测的荧光光谱图；
图8为实施例1和实施例4中镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)对血浆中唾液酸响应的线性关系。
具体实施方式
下面就本发明的技术方案做详细说明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。
实施例1
镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)的制备：
步骤1：将60mg的TDA溶解于10mL乙醇中，搅拌下慢慢滴入3mL 0.2M CuSO4的水溶液，在25℃条件下，搅拌反应18h；
步骤2，向步骤1的溶液中缓慢滴加3mL 0.02M TbCl3水溶液，在25℃条件下，搅拌反应1h，即得到镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)。
图2为Tb3++Cu2+/TDA荧光探针的扫描电镜图，由电镜图可知Tb3++Cu2+/TDA荧光探针的形貌为片状纳米材料。
实施例2
镧系配位聚合物荧光探针(Eu3++Cu2+/TDA荧光探针)的制备：
步骤1：将60mg的TDA溶解于10mL乙醇中，搅拌下慢慢滴入3mL 0.2M CuSO4的水溶液，在25℃条件下，搅拌反应18h；
步骤2，向步骤1的溶液中缓慢滴加3mL 0.02M Eu(NO3)3水溶液，在25℃条件下，搅拌反应1h，即得到镧系配位聚合物荧光探针(Eu3++Cu2+/TDA荧光探针)。
实施例3
镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Co 2+/TDA荧光探针)的制备：
步骤1：将60mg的TDA溶解于10mL乙醇中，搅拌下慢慢滴入3mL 0.2M Co(NO3)2的水溶液，在25℃条件下，搅拌反应18h；
步骤2，向步骤1的溶液中缓慢滴加3mL 0.02M TbCl3水溶液，在25℃条件下，搅拌反应1h，即得到镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Co2+/TDA荧光探针)。
实施例4
利用镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)对唾液酸进行检测：
向含有不同浓度唾液酸的水溶液中，分别加入Tb3++Cu2+/TDA荧光探针，反应5min后，取上清液，对Tb3+的荧光发射进行检测。
从图3可以看出，随着待测物唾液酸浓度的增加，检测产物的荧光越来越大。
由图4可知，Tb3++Cu2+/TDA荧光探针对唾液酸的检测具有较好的线性关系。
实施例5
检测方法的选择性：
1.生物分子对检测的影响：
向分别含有2mM唾液酸，赖氨酸，脯氨酸、甘氨酸、胆红素和ATP的水溶液中，分别加入Tb3++Cu2+/TDA荧光探针，反应5min后，取上清液，对Tb3+的荧光发射进行检测。
2.无机离子对检测的影响：
向分别含有1mM Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl-、HCO3 -、PO4 3-、CO3 2-的水溶液中，分别加入Tb3++Cu2+/TDA荧光探针，反应5min后，取上清液，对Tb3+的荧光发射进行检测。
由图5可以看出，本发明方法可以在生物分子中实现唾液酸的专一性检测。
由图6可以看出，本发明方法可以在其他无机离子存在条件下，实现唾液酸的专一性检测。
实施例6
利用镧系配位聚合物荧光探针(Tb3++Cu2+/TDA荧光探针)对血浆中唾液酸进行检测：
向含有不同浓度唾液酸的血浆样品中，分别加入Tb3++Cu2+/TDA荧光探针，反应5min后，取上清液，对Tb3+的荧光发射进行检测。
从图7可以看出，随着血浆中待测物唾液酸浓度的增加，检测产物的荧光越来越大。
由图8可知，Tb3++Cu2+/TDA荧光探针对血浆中唾液酸的检测具有较好的线性关系。

Claims (5)

1.一种用于血浆中唾液酸荧光检测的镧系配位聚合物荧光探针，其特征在于：包括有机配体、镧系发光离子和金属离子猝灭剂，所述有机配体为含硫有机酸，所述金属离子猝灭剂和镧系发光离子通过配位作用，依次与有机配体反应，形成配位聚合物荧光探针；所述金属离子猝灭剂选自Cu2+、Ni3+、Co2+金属离子中的一种；所述镧系发光离子选自Tb3+、Eu3+、Er3+镧系发光离子中的一种；所述含硫有机酸选自2，2′-硫代二乙酸。
2.一种如权利要求1所述的镧系配位聚合物荧光探针的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将10～100mg的含硫有机酸溶解于1～50mL极性溶剂中，搅拌下慢慢滴入1～10mL0.02～2M金属离子猝灭剂的水溶液，在5～50℃条件下，搅拌反应5h以上；
(2)将步骤(1)的溶液中缓慢滴加1～10mL 0.01～1M镧系发光离子水溶液，在5～50℃条件下，搅拌反应0.1～10h，即得到配位聚合物荧光探针。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述极性溶剂选自水、乙醇、甲醇及其混合溶剂。
4.如权利要求1所述的荧光探针对血浆中唾液酸进行检测的方法，其特征在于：向体外待测唾液酸样品中，加入所述的配位聚合物荧光探针，反应3～10min后，取上清液，对镧系发光离子的荧光发射进行检测。
5.如权利要求1所述的镧系配位聚合物荧光探针在制备体外检测血浆中唾液酸的试剂中的应用。
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