CN113030032B - 一种四环素的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种四环素的检测方法。所述四环素的检测方法包括步骤:提供量子点‑适配体溶液,所述量子点‑适配体中量子点与适配体结合,所述适配体为单链DNA或单链RNA;所述量子点‑适配体结合有层状的过渡金属化合物;向溶液中加入待测溶液,若溶液出现荧光,检测出待测溶液中含有四环素。本发明提供的方法,其以层状结构的过渡金属化合物为“生物开关”,量子点为荧光标记物检测四环素。本发明检测方法快速、检测灵敏度高。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域,尤其涉及一种四环素的检测方法。
背景技术
四环素(tetracycline,TET)是一种常见的抗生素,由于其具有抗菌性好、价格低、副作用低等优点,因此广泛用于人类疾病和药物添加剂。但如今由于TET的过度滥用以及TET在水中溶解度高,对地表水和地下水造成了很严重的污染。残留的四环素可以通过食物链传递给人体,随着四环素在人体中的积累,会产生一系列的副作用,如细菌的耐药性,引起肝脏的损害,影响骨骼的发育,削弱人体免疫系统的功能等。
近年来,具有片层结构的二维(2D)过渡金属纳米量子点材料,包括过渡金属二硫化物(TMDs)和过渡金属氧化物(TMOs)已在分析传感以及催化领域得到了广泛的关注。这些2D纳米量子点材料具有独特的物理化学性质和电性质,特别是大的比表面积更有利于高效复载生物分子,因而在生物传感器领域可能具有巨大的应用潜力。多数过渡金属纳米量子点材料具有一定的荧光淬灭能力,主要是通过激发的荧光团和纳米量子点材料之间的能量转移或电子转移来实现的。材料的比表面积越大,提供的淬灭位点越多,进而可提高淬灭效率和检测的灵敏度。
目前,检测四环素含量的主要方法有:高效液相色谱法,毛细管电泳法,气相-质谱法,酶联免疫吸附测定法。高效液相色谱法和气相-质谱法的灵敏度和定量准确性较好,是检测四环素含量最常用的方法。然而,这些方法需要昂贵的仪器设备、耗时复杂的前处理程序,并且在检测过程中使用到的一些有机溶剂对环境是不友好的。
因此,现有技术仍有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种四环素的检测方法,旨在解决现有方法需要昂贵的仪器设备、耗时复杂的前处理程序,并且在检测过程中使用到一些有机溶剂对环境不友好的的问题。
本发明的技术方案如下:
一种四环素的检测方法,其中,包括步骤:
提供量子点-适配体溶液,所述量子点-适配体中量子点与适配体结合,所述适配体为单链DNA或单链RNA;
所述量子点-适配体结合有层状的过渡金属化合物;
向所述量子点-适配体溶液中加入待测溶液,若所述量子点-适配体溶液出现荧光,检测出待测溶液中含有四环素。
有益效果:本发明所述量子点-适配体中适配体上的碱基与过渡金属化合物层状表面形成范德华相互作用,通过所述范德华相互作用量子点-适配体与层状过渡金属化合物结合,受到激发光(如紫外光或一些能量较高的光等)激发时,量子点的荧光通过荧光共振能量转移到过渡金属化合物上,进而使量子点的荧光发生淬灭;向上述荧光淬灭后的溶液中加入待测溶液,当待测溶液中含有四环素时,适配体与四环素进行特异性结合,使量子点-适配体结构脱离了层状过渡金属化合物,因此,量子点荧光被恢复,从而检测出四环素。本发明检测方法快速、检测灵敏度高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种四环素的检测方法的流程示意图。
图2为本发明实施例中加入待测溶液前后的检测示意图。
具体实施方式
本发明提供一种四环素的检测方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的一种四环素的检测方法的流程示意图,如图所示,包括步骤:
S10、提供量子点-适配体溶液,所述量子点-适配体中量子点与适配体结合,所述适配体为单链DNA或单链RNA;
S20、所述量子点-适配体结合有层状的过渡金属化合物;
S30、向所述量子点-适配体溶液中加入待测溶液,若所述量子点-适配体溶液出现荧光,检测出待测溶液中含有四环素。
本实施例提供了一种新型的四环素荧光特异性检测方法,其以层状结构的过渡金属化合物为“生物开关”,量子点为荧光标记物检测四环素。其中,所述四环素为一种外部化合物,其能够与适配体(单链DNA或单链RNA)进行特异性结合,使适配体发生卷曲变性或者失活。结合图2所示,本实施例检测原理为:所述量子点-适配体2中适配体上的碱基与层状过渡金属化合物表面形成范德华相互作用,通过所述范德华相互作用量子点-适配体结合在层状过渡金属化合物表面,受到激发光(如紫外光或一些能量较高的光等)激发时,量子点的荧光通过荧光共振能量转移到过渡金属化合物上,进而使量子点的荧光发生淬灭;向上述荧光淬灭后的溶液中加入待测溶液,当待测溶液中含有四环素时,适配体与四环素进行特异性结合,使量子点-适配体结构脱离了层状过渡金属化合物,因此,量子点荧光被恢复,从而检测出四环素。本实施例检测方法快速、检测灵敏度高。
步骤S10中,所述适配体为单链DNA或单链RNA。所述适配体的两端碱基为互补碱基对,可以折叠到不同的二级或三级结构,提高其对靶分子高亲和力和特异性识别的能力。
在一种实施方式中,所述适配体的两端连接有羧基。所述适配体两端连接有羧基,可以提高其与四环素结合的能力。作为举例,所述适配体为-HOOC-CGT ACG ATG CAG-COOH或-HOOC-CGT ACG CUA UAG CGU CAG-COOH等不限于此。
步骤S10中,所述量子点包括但不限于:Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族、Ⅳ-Ⅵ族量子点,全无机钙钛矿量子点,有机-无机钙钛矿量子点,石墨烯量子点,铜硫铟量子点,硅量子点;所述量子点结构包括但不限于:量子点均一二元组分单核结构,量子点均一多元合金组分单核结构,量子点多元合金组分渐变单核结构,量子点二元组分分立核壳结构,量子点多元合金组分分立核壳结构或量子点多元合金组分渐变核壳结构;所述量子点的核和壳化合物为Ⅱ-Ⅵ族的CdSe、CdS、ZnSe、ZnS、CdTe、ZnTe、CdZnS、ZnSeS、CdSeS、CdSeSTe或CdZnSeSTe等包括但不限于,Ⅲ-Ⅴ族的InP、InAs或InAsP,Ⅳ-Ⅵ族的PbS、PbSe、PbSeS、PbSeTe或PbSTe。
本实施例所述适配体可以与表面不含配体的量子点结合,也可以与表面含有氨基和/或羟基的量子点结合,得到所述量子点-适配体。在一种实施方式中,所述量子点的表面结合有氨基和羟基中的一种或两种,以使得量子点与适配体结合的更快、更牢固。
步骤S10中,所述量子点-适配体通过以下方法制备得到:将所述适配体与量子点混合于缓冲溶液中,经结合预定时间得到量子点-适配体。
在一种实施方式中,所述缓冲溶液的pH值范围在6.0-7.0之间。过酸或过碱都会使DNA或RNA失活。
在一种实施方式中,所述缓冲溶液包括Tris-Hcl缓冲溶液、磷酸缓冲溶液、乙醇-醋酸铵缓冲液、乌洛托品缓冲液、邻苯二甲酸盐缓冲液和枸橼酸盐缓冲液等不限于此中的一种或多种。
在一种实施方式中,所述预定时间为1-24小时。
步骤S20中,在一种实施方式中,通过将量子点-适配体溶液与层状的过渡金属化合物进行混合,使得所述量子点-适配体结合有层状的过渡金属化合物。在一种实施方式中,适配体上的碱基对结合在所述层状的过渡金属化合物表面。通过将量子点-适配体与层状的过渡金属化合物混合,所述量子点-适配体中适配体上的碱基与层状过渡金属化合物表面形成范德华相互作用,通过所述范德华相互作用量子点-适配体与层状过渡金属化合物表面结合。
本实施例中所述过渡金属化合物的通式为MX2,其中M为过渡金属元素,X为VIA元素。在一种实施方式中,M=Mo、W、V、Nb、Ta、Ti、Zr、Hf或Re等不限于此。在一种实施方式中,X=S、Se或Te等不限于此。
在一种实施方式中,所述过渡金属化合物的层数大于等于5。因为层数越多,材料的比表面积越大,提供的淬灭位点越多,从而可提高猝灭效率和检测的灵敏度。进一步在一种实施方式中,为了降低制备难度和节约成本,所述过渡金属化合物的层数为5-20层。
步骤S30中,所述向所述量子点-适配体溶液中加入待测溶液,若所述量子点-适配体溶液出现荧光,检测出待测溶液中含有四环素的步骤,具体包括:向所述量子点-适配体溶液中加入待测溶液,室温孵育一段时间(1-120分钟)后测定体系的荧光强度的变化,若所述量子点-适配体溶液出现荧光,检测出待测溶液中含有四环素。当待测溶液中含有四环素时,适配体与四环素进行特异性结合,使量子点-适配体结构脱离了层状过渡金属化合物,因此,溶液出现量子点荧光,从而检测出四环素。若溶液未出现荧光,待测溶液中未检测出四环素。这很可能是待测溶液中没有四环素,当然也不排除待测溶液中有极少量的四环素,该少量的四环素未能够与适配体结合。
下面通过具体的实施例对本发明进一步说明。
实施例1:下面以MoS2纳米片为例对上述合成方法进行详细介绍。
制备出一种片层为6层的MoS2纳米片,溶解在Tris-Hcl缓冲溶液中;
制备出一种表面修饰有羟基的CdSe量子点;
制备出一种四环素的适配体单链DNA:-HOOC-CGT ACG ATG CAG-COOH;
将-HOOC-CGT ACG ATG CAG-COOH与表面修饰有羟基的CdSe量子点溶于pH=6.0,Tris-Hcl缓冲溶液中,搅拌2小时,得到量子点-适配体溶液;
将片层状的MoS2溶液加入到量子点-适配体溶液中,猝灭量子点-适配体的荧光;
再向上述溶液中加入四环素溶液,室温孵育30分钟后测定体系的荧光强度的变化,检测得到体系有荧光。
实施例2:下面以VTe2纳米片为例对上述合成方法进行详细介绍。
制备出一种片层为10层的VTe2纳米片,溶解在磷酸缓冲溶液中;
制备出一种表面修饰有氨基的InAsP量子点;
制备出一种四环素的适配体单链RNA:-HOOC-CGT ACG CUA UAG CGU CAG-COOH;
加-HOOC-CGT ACG ATG CAG-COOH与表面修饰有氨基的InAsP量子点溶于PH=7.0,磷酸缓冲溶液中,搅拌20小时;
将片层状的VTe2溶液加入到向量子点-适配体溶液中,猝灭量子点-适配体的荧光;
再向上述溶液中加入四环素溶液,室温孵育60分钟后测定体系的荧光强度的变化,检测得到体系有荧光。
综上所述,本发明提供的一种四环素的检测方法,本发明通过将量子点-适配体与层状的过渡金属化合物混合,所述量子点-适配体中适配体上的碱基与过渡金属化合物层状表面形成范德华相互作用,通过所述范德华相互作用量子点-适配体结合在层状过渡金属化合物表面,使得量子点和过渡金属化合物之间发生荧光共振能量转移,进而使量子点的荧光发生淬灭;向上述荧光淬灭后的溶液中加入待测溶液,当待测溶液中含有四环素时,适配体与四环素进行特异性结合,使量子点-适配体结构脱离了层状过渡金属化合物,因此,量子点荧光被恢复,从而检测出四环素。本发明检测方法快速、检测灵敏度高。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种四环素的检测方法,其特征在于,包括步骤:
提供量子点-适配体溶液,所述量子点-适配体中量子点与适配体结合,所述适配体为单链DNA或单链RNA;
所述量子点-适配体结合有层状的过渡金属化合物;
向所述量子点-适配体溶液中加入待测溶液,若所述量子点-适配体溶液出现荧光,检测出待测溶液中含有四环素;所述过渡金属化合物的通式为MX2,其中M为过渡金属元素,X为VIA元素;
M = Mo、W、V、Nb、Ta、Ti、Zr、Hf或Re,和/或X= S、Se或Te;
适配体上的碱基对结合在所述层状的过渡金属化合物表面。
2.根据权利要求1所述的四环素的检测方法,其特征在于,通过将量子点-适配体溶液与层状的过渡金属化合物进行混合,使得所述量子点-适配体结合有层状的过渡金属化合物。
3.根据权利要求1或2所述的四环素的检测方法,其特征在于,若所述量子点-适配体溶液未出现荧光,待测溶液中未检测出四环素。
4.根据权利要求1所述的四环素的检测方法,其特征在于,所述过渡金属化合物的层数大于等于5。
5.根据权利要求1所述的四环素的检测方法,其特征在于,所述适配体的两端连接有羧基。
6.根据权利要求5所述的四环素的检测方法,其特征在于,所述适配体为-HOOC-CGTACG ATG CAG-COOH或-HOOC-CGT ACG CUA UAG CGU CAG-COOH。
7.根据权利要求1所述的四环素的检测方法,其特征在于,所述量子点的表面结合有氨基和羟基中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的四环素的检测方法,其特征在于,所述量子点-适配体通过以下方法制备得到:将适配体与量子点混合于缓冲溶液中,经结合预定时间得到量子点-适配体。
9.根据权利要求8所述的四环素的检测方法,其特征在于,所述缓冲溶液的pH值范围在6.0-7.0之间;和/或
所述缓冲溶液包括Tris-Hcl缓冲溶液、磷酸缓冲溶液、乙醇-醋酸铵缓冲液、乌洛托品缓冲液、邻苯二甲酸盐缓冲液和枸橼酸盐缓冲液中的一种或多种。
10.根据权利要求8所述的四环素的检测方法,其特征在于,所述预定时间为1-24小时。
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Address after: 516006 TCL science and technology building, No. 17, Huifeng Third Road, Zhongkai high tech Zone, Huizhou City, Guangdong Province Applicant after: TCL Technology Group Co.,Ltd. Address before: 516006 Guangdong province Huizhou Zhongkai hi tech Development Zone No. nineteen District Applicant before: TCL Corp. |
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GR01 | Patent grant | ||
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