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基于镧系配位聚合物的荧光探针对酯酶和碱性磷酸酶检测的研究

基于镧系配位聚合物的荧光探针对酯酶和碱性磷酸酶检测的研究

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作者：欧恺得华中科技大学

学位级别：硕士

酯酶和碱性磷酸酶都是生物体中不可或缺的生物酶,其活性检测对于药物学、生物医学等领域有着重要意义。相对于传统检测方法,镧系荧光探针具有响应速度快、灵敏度高等特点,并且能有效避免检测过程产生的背景干扰。针对目前酯酶与碱性磷... 详细信息

酯酶和碱性磷酸酶都是生物体中不可或缺的生物酶,其活性检测对于药物学、生物医学等领域有着重要意义。相对于传统检测方法,镧系荧光探针具有响应速度快、灵敏度高等特点,并且能有效避免检测过程产生的背景干扰。针对目前酯酶与碱性磷酸酶检测的探针材料合成复杂、生物相容性差、检测灵敏度较低等不足,本工作采用制备简单、Stokes位移大且生物相容性好的镧系配位聚合物荧光探针实现了对酯酶与碱性磷酸酶的灵敏检测,并实现了单探针对多酶的顺序检测。具体研究内容如下:1.通过铽离子(Tb)和腺苷-5-磷酸(AMP)自组装构建镧系配位聚合物,并引入底物贝诺酯(Beno)形成点亮型荧光探针(AMP-Tb-Beno),实现了对酯酶活性的检测。检测机制为AMP-Tb-Beno探针中Beno的酯键被酯酶特异性水解生成水杨酸(SA),SA作为天线配体能敏化Tb发光(547 nm)。根据探针在加入酯酶前后的荧光差异值与酯酶浓度进行线性计算,实现对酯酶的定量检测,检测线性范围为1.0～8.0U/L,检出限为0.120 U/L。该荧光探针成功用于血清样品中酯酶的检测,加标回收率为93.5%～106.7%,RSD荧光探针还可用于酯酶抑制剂毒死蜱的检测,检测的线性范围0.5～2.0μmol/L,检出限为0.0582μmol/L。2.通过铕离子(Eu)、鸟苷-5-磷酸(GMP)、聚集诱导荧光分子硫黄素T(Th T)自组装构建镧系配位聚合物,并引入底物2,6-吡啶二羧酸二乙酯(DPDC)形成荧光探针(Th T@GMP-Eu-DPDC),实现了对酯酶与碱性磷酸酶(ALP)活性的顺序检测。由于镧系配位聚合物的三维网络结构对Th T分子旋转的限制作用,Th T@GMP-Eu-DPDC呈现Th T的聚集诱导荧光(480 nm)。当加入酯酶后,酯酶特异性水解探针中DPDC生成2,6-吡啶二羧酸(DPA),DPA作为天线配体敏化Eu并发出其特征荧光(613 nm)。因此,利用酯酶加入引起613 nm处荧光强度的变化,以Th T的荧光峰作为内参比信号,通过比例荧光方法实现了对酯酶的检测,检测的线性范围为2.0～100 U/L,检出限为0.518 U/L。基于Th T@GMP-Eu-DPDC在被酯酶水解后加入ALP水解GMP引起配位聚合物网络结构瓦解,480 nm处Th T的AIE荧光减弱,而Eu的特征荧光强度保持不变,通过比例荧光方法可实现对ALP的检测。该探针对ALP的检测线性范围为10～100 U/L,检测限为7.8 U/L。所设计的探针成功应用于人血清样品中酯酶和ALP的检测。另一方面,所构建的荧光探针还可以用于酯酶抑制剂毒死蜱的检测,检测的线性范围0.2～1.0μmol/L,检出限为0.0472μmol/L。

关键词：镧系配位聚合物荧光探针比例荧光检测 AIE荧光酯酶检测碱性磷酸酶检测毒死蜱检测

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分子筛封装红/绿碳点用于构建比率荧光探针检测Cr（Ⅵ）

分子筛封装红/绿碳点用于构建比率荧光探针检测Cr（Ⅵ）

引用

作者：李必好黑龙江大学

学位级别：硕士

鉴于微量Cr（Ⅵ）即可对人体健康产生不利影响,传统的Cr（Ⅵ）检测方法具有设备昂贵、操作繁琐和灵敏度低的缺点,因此开发能够快速、选择性、灵敏地测定水源中的Cr（Ⅵ）含量的探测探针具有重要意义。其中,碳量子点（CQDs）因具有较好... 详细信息

鉴于微量Cr（Ⅵ）即可对人体健康产生不利影响,传统的Cr（Ⅵ）检测方法具有设备昂贵、操作繁琐和灵敏度低的缺点,因此开发能够快速、选择性、灵敏地测定水源中的Cr（Ⅵ）含量的探测探针具有重要意义。其中,碳量子点（CQDs）因具有较好的水溶性和优良的光化学性质而备受关注,相对于基于单个CQDs的荧光探针,比率型荧光探针是通过两种或多种荧光峰强度之比来产生不同的发光颜色,进而实现对目标物质的精准探测。本文通过将一种特异型响应的绿色碳量子点（GCQDs）用作响应信号和一种红色碳量子点（RCQDs）用作参考信号,构建了一款具有高灵敏度和高精确性的比率荧光探针G-RCQDs用于检测水中的Cr（Ⅵ）。并通过将GCQDs和RCQDs在介孔分子筛（SBA-15）中空间限域生长来避免CQDs因聚集而引起的自猝灭,进一步提高了G-RCQDs的化学稳定性和检测灵敏度,具体内容如下:首先,分别通过水浴加热法和一步水浴法成功合成了具有优秀光学性质的GCQDs和RCQDs,将GCQD和RCQDs在4:1的质量比下通过混合掺杂成功了制备了对Cr（Ⅵ）具有特异选择性的比率荧光探针G-RCQDs,并通过TEM、FT-IR和紫外可见分析等对制备的G-RCQDs的进行了结构与性能上的考察。结果表明:G-RCQDs在最佳激发波长365 nm的激发下,在476 nm和615 nm处出现双发射峰,具有良好的光稳定性。G-RCQDs可以在0～100μM（R2=0.9992）范围内特异性灵敏检测Cr（Ⅵ）,检出限为0.646μM。最后通过GCQDs和RCQDs在加入Cr（Ⅵ）后的荧光寿命和紫外可见光谱的变化验证了G-RCQDs检测Cr（Ⅵ）的机理为福斯特共振能量转移（FRET）。为了克服CQDs非均匀粒径和自聚集猝灭所带来的限制,通过简化合成过程,在SBA-15中原位合成GCQDs和RCQDs用以进一步增强其光学性能,成功构建了一种新型的双发射比荧光探针G-RCQDs@SBA-15,实现了对Cr（Ⅵ）的高灵敏检测。在365 nm激发下,G-RCQDs@SBA-15同样在462 nm和610 nm处出现双发射峰,可在0-160μM范围内线性检测Cr（Ⅵ）,并有着0.336μM的最低检测限,比GCQDs/RCQDs低52%。实验结果表明G-RCQDs@SBA-15不仅继承了GCQDs和RCQDs优异的光学性能,而且具有很好的化学稳定性和更低的LOD。基于紫外-可见光和荧光寿命分析,FRET同样被认为其发生荧光猝灭的机理。考虑到G-RCQDs@SBA-15的灵敏的光转换特性,将其与智能手机和RGB分析软件相结合,通过直接捕获和分析荧光图像进行Cr（Ⅵ）检测,实现了更加便捷、准确、高效、灵敏的荧光检测。

关键词： Cr(Ⅵ) 比例荧光检测 CQDs 限域反应介孔分子筛

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