CN116023932A - 一种用于谷胱甘肽检测的荧光探针及其制备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于荧光分析技术领域，具体涉及一种用于谷胱甘肽检测的荧光探针及其制备。将升华硫粉、羧甲基纤维素加入到NaOH溶液中，加热溶解，密封后进行加热反应，经透析、冷冻干燥后，得到所述羧甲基纤维素硫量子点。本发明工艺简单，反应条件温和，制备条件要求低；制得的羧甲基纤维素硫量子点水溶性、光稳定性好，荧光量子产率高，可用于人血清与西红柿中谷胱甘肽的灵敏分析检测。
Description
技术领域
本发明属于荧光分析技术领域，具体涉及一种用于谷胱甘肽检测的荧光探针及其制备。
背景技术
谷胱甘肽(GSH)是生物体内最常见的胞内生物硫醇，在多种生物过程中起着至关重要的作用，尤其是调节氧化还原平衡和对抗自由基。GSH浓度异常与多种疾病直接相关。因此，开发简便有效的谷胱甘肽测定方法具有重要的临床意义。
谷胱甘肽的检测方法多种多样，包括高效液相色谱(HPLC)结合紫外或热导检测器、质谱、酶联免疫吸附法以及电化学法。但这些检测方法存在灵敏度差、检测速度慢、有损检测等问题，而荧光检测法具有简便、快速、灵敏等特点，被公认为是一种很有前途的检测方法。但是，截止目前，利用硫量子点作为荧光探针进行谷胱甘肽检测的方法尚未见报道。
发明内容
基于上述背景，本发明结合羧甲基纤维素的水溶性且能与羟基交联，以及硫量子点的发光特性，提供了一种用于谷胱甘肽检测的荧光探针及其制备，其制备原料易得、制备条件简单，所制得的羧甲基纤维素硫量子点具有良好的水分散性、良好的胶体稳定性、可调节发射、稳定的荧光发射和低的细胞毒性等优势，量子产率在同类量子点中较高，可实现谷胱甘肽的灵敏检测。
本发明利用制备的羧甲基纤维素硫量子点为荧光探针，基于荧光猝灭剂MnO2纳米片与谷胱甘肽和硫量子点之间竞争反应的“信号开启”策略实现GSH的灵敏检测。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明提供了一种用于谷胱甘肽检测的荧光探针，所述荧光探针为羧甲基纤维素硫量子点。
进一步地，所述羧甲基纤维素硫量子点的制备方法为：将升华硫粉、羧甲基纤维素加入到NaOH溶液中，加热溶解，密封后进行加热反应，经透析、冷冻干燥后，得到所述羧甲基纤维素硫量子点。
进一步地，所述NaOH溶液的浓度为1.8-2.2mol/L。
进一步地，所述升华硫粉与羧甲基纤维素的质量比为(0.6-1):(2-3)。
进一步地，所述加热溶解的温度为65-85℃。
进一步地，所述加热反应的时间为3-5h，温度为180-200℃。
进一步地，所述透析的具体过程为：在截留分子量为3500Da的透析袋中透析8-12h。
本发明还提供了上述荧光探针在谷胱甘肽检测中的应用。MnO2纳米片能有效猝灭羧甲基纤维素硫量子点的荧光发射，GSH可通过分子间氢键与羧甲基纤维素相互作用从而吸附在硫量子点表面，并与MnO2纳米片发生氧化-还原反应生成Mn2+，造成硫量子点的荧光恢复，因此，根据体系荧光强度变化可实现GSH的选择性分析检测。
进一步地，用于人血清中谷胱甘肽的检测。
进一步地，用于西红柿中谷胱甘肽的检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明羧甲基纤维素硫量子点的制备方法环保简单、步骤简单易行、产物荧光性能稳定。羧甲基纤维素不仅能作为硫量子点的稳定剂，其表面丰富的官能团更是为硫量子点传感体系开发提供了分子组装的有益平台。因此，可直接利用羧甲基纤维素硫量子点的荧光发射实现GSH的选择性识别，并能够对GSH进行定量检测，该方法灵敏度高、线性关系好、操作简便易行、选择性好、抗干扰能力强。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的荧光硫量子点的TEM图。
图2为本发明实施例1制备的荧光硫量子点的XPS图。
图3为本发明实施例1制备的荧光硫量子点的紫外吸收光谱及荧光发射光谱图。
图4为本发明实施例2制备的荧光硫量子点检测谷胱甘肽的荧光发射光谱图。
图5为谷胱甘肽浓度与检测体系荧光强度变化的线性关系图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
(一)羧甲基纤维素硫量子点的制备
实施例1
称取0.8g升华硫粉、3g羧甲基纤维素、50mL 2.0mol/L氢氧化钠溶液加入100ml烧杯，于70℃下溶解；然后将溶解液加入反应釜中在烘箱下180℃反应3h；接着将得到的澄清淡黄色溶液用截留量为3500Da的透析袋透析8h，得到淡黄色荧光硫量子点溶液，经冷冻干燥后，即得所述羧甲基纤维素硫量子点。量子产率(硫酸奎宁为标准)为0.04。
表征测试：如图1所示，上述方法制得的羧甲基纤维素硫量子点为单分散准球形颗粒，直径约为3nm左右。如图2所示，上述方法制得的羧甲基纤维素硫量子点含有碳、氧、钠、硫四种元素，硫元素高分辨率X射线光电子能谱图含有五种峰，其中，结合能为163.0eV、163.3eV和164.2eV特征峰归属于硫元素S[0]的特征峰，结合能167.3eV和167.5eV的特征峰分别归属于SO3 2-(2p2/3)和SO3 2-(2p1/2)。可见，硫量子点主要由零价硫和表面丰富的磺酸基以及磺酸盐基团组成。如图3所示，上述方法制得的羧甲基纤维素硫量子点在280nm处的紫外吸收峰为硫原子的n→π*跃迁。在310nm的激发下，最大发射峰出现在415nm处。此外，以硫酸奎宁为标准，量子产率为0.04。
实施例2
本实施例中除羧甲基纤维素的质量为2g外，其他均与实施例1相同。量子产率(硫酸奎宁为标准)为0.03。
(二)羧甲基纤维素硫量子点在谷胱甘肽检测中的应用
实施例3
将实施例2制得的羧甲基纤维素硫量子点与MnO2纳米片溶液混合，反应30min；然后向上述混合物中加入不同浓度的GSH溶液，在室温下培养30min，测试其在310nm的激发下的荧光光谱。
由图4可知，随着谷胱甘肽的不断加入，实施例2制得的羧甲基纤维素硫量子点在415nm处猝灭的荧光逐渐恢复。由图5可知，实施例2制得的羧甲基纤维素硫量子点用于GSH检测的线性范围为15-70μM，分析检测的灵敏度为0.65μM。
实施例4
人血清用缓冲液稀释100倍，按照实施例3所述步骤进行人血清中GSH检测。随后，将不同浓度的谷胱甘肽加到人血清溶液中，进行加标回收实验，结果见表1。由表1可知，血清样品中GSH的加标回收率为98.2％-101.1％，样品的相对标准偏差均小于2.1％。上述结果表明，该荧光平台可作为一种具有较高分析性能的荧光传感体系用于人血清中谷胱甘肽的检测。
表1人血清样品中谷胱甘肽的回收率试验结果
实施例5
西红柿汁用缓冲液稀释1000倍，按照实施例3所述步骤进行西红柿中GSH的检测。随后，将不同浓度的谷胱甘肽加到人西红柿溶液中，进行加标回收实验，结果见表2。由表2可知，西红柿样品中GSH的加标回收率为96.5％-100.6％，样品的相对标准偏差均小于3.1％。上述结果表明，该荧光平台可作为一种具有较高分析性能的荧光传感平台用于西红柿中谷胱甘肽的检测。
表2西红柿汁样品中谷胱甘肽的回收率试验结果
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种用于谷胱甘肽检测的荧光探针，其特征在于：所述荧光探针为羧甲基纤维素硫量子点。
2.根据权利要求1所述的荧光探针，其特征在于：所述羧甲基纤维素硫量子点的制备方法为：将升华硫粉、羧甲基纤维素加入到NaOH溶液中，加热溶解，密封后进行加热反应，经透析、冷冻干燥后，得到所述羧甲基纤维素硫量子点。
3.根据权利要求2所述的荧光探针，其特征在于：所述NaOH溶液的浓度为1.8-2.2mol/L。
4.根据权利要求2所述的荧光探针，其特征在于：所述升华硫粉与羧甲基纤维素的质量比为(0.6-1):(2-3)。
5.根据权利要求2所述的荧光探针，其特征在于：所述加热溶解的温度为65-85℃。
6.根据权利要求2所述的荧光探针，其特征在于：所述加热反应的时间为3-5h，温度为180-200℃。
7.根据权利要求2所述的荧光探针，其特征在于：所述透析的具体过程为：在截留分子量为3500Da的透析袋中透析8-12h。
8.一种权利要求1～7任一项所述的荧光探针在谷胱甘肽检测中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：用于人血清中谷胱甘肽的检测。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：用于西红柿中谷胱甘肽的检测。
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116023932B (zh) | 2024-03-12 |
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