多巴胺( DA) 是人體內一種重要的兒茶酚胺類神經(jīng)傳遞物質,是體內去甲腎上腺素或腎上腺素生物 合成的前體,對神經(jīng)中樞、心血管、腎臟及激素分泌系統(tǒng)以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的精神活動有重要的調節(jié)作用。若人體內的多巴胺分泌不足,可能導致神經(jīng)肌肉失調,甚至引發(fā)帕金森氏癥、老年癡呆癥、癲癇癥、心臟病等疾病,因此,體內多巴胺含量可作為臨床上一些疾病的重要診斷依據(jù),對 多巴胺進行簡單、快速、準確的檢測具有十分重要的理論意義和臨床應用價值。
微波爐( 格蘭仕集團) ; Agilent Cary100 紫外可見分光光度計( 美國安捷倫科技公司) ; F - 7000 熒 光光譜儀( 日本日立公司) ; pHS - 3C 型酸度計( 上海雷磁儀器公司) ; HH - S2 數(shù)顯恒溫水浴鍋( 金壇 市醫(yī)療儀器廠) ; TGL - 20M 型臺式高速冷凍離心機( 上海盧湘儀離心機有限公司) ; Nicolet 5700 型傅 立葉紅外光譜儀( 美國 Thermo 公司) ; JEM - 2100 透射電子顯微鏡( 日本電子株式會社) ; ESCALab250 X-射線光電子能譜儀( 美國 Thermo 公司) ; FLS - 920 光譜儀( 英國愛丁堡儀器公司) ; DHG - 9146A 電 熱恒溫鼓風干燥箱( 上海精宏實驗設備有限公司) 。 鹽酸多巴胺( 純度≥ 99. 0% ,上海畢得醫(yī)藥科技有限公司) ,檸檬酸、尿素( 純度≥ 99. 0% ,九鼎 化學( 上海) 科技有限公司) 。其他所用試劑均為分析純,實驗用水為二次蒸餾水。
準確稱取 0. 5 g 檸檬酸和 0. 3 g 尿素于 100 mL 錐形瓶中,加水 10 mL 溶解,置于微波爐中央位置 于高火檔( 700 W) 微波 3 min,得到棕黑色物質,將棕黑色物質冷卻至室溫,加水溶解,然后離心 10 min( 10 000 r/min) ,取上清液用 0. 22 μm 濾膜過濾,再用截留量 500 kD 的透析袋透析 24 h( 每 3 h 換 水一次) ,除去未反應的檸檬酸和尿素,制得純凈的 N-CDs 溶液。加適量水稀釋配制成濃度為 0. 3 mol / L 的 N-CDs 母液( 以碳計) ,儲藏于 4 ℃冰箱中備用。
將硫酸奎寧溶于 0. 1 mol /L H2 SO4 中,制得硫酸奎寧溶液( Φs = 54. 0% ,360 nm) ,以其作標準物, 根據(jù) Φx = Φs × Ix /Is × As /Ax × η2 x /η2 s 計算熒光量子產(chǎn)率。式中,Φ 為熒光量子產(chǎn)率,I 為熒光發(fā)射峰 積分面積,A 為激發(fā)波長處溶液的吸光度( 為了使再吸收效應最小化,所測溶液的吸光度值均應小于 0. 05) ,η 為溶劑的折射率; s 代表標準物,x 代表待測物。
在系列 5 mL 離心管中依次加入 0. 4 mL N-CDs、0. 4 mL B - R 緩沖溶液和一定體積的 DA 標準溶液 ( 0. 001 mol /L) 或其他干擾物質,用去離子水定容至 4 mL,充分混勻后,放入 45 ℃ 的恒溫水浴鍋中孵 育 4 h。隨后,將離心管從水浴鍋中取出,冷卻至室溫,于熒光光譜儀( λex = 360 nm,λem = 440 nm) 上 測定體系熒光強度( IF ) ,同時做 DA 試劑空白( IF0 ) 。
N-CDs 在溶液中分散性良好,基本呈規(guī)則的球形。為 N-CDs TEM 圖上統(tǒng)計的大約 100 個碳點的粒徑分布圖,由 該 圖 可 知,合 成 的 N-CDs 粒 徑 范 圍 為 0. 5 ~ 5 nm,主要分布在 2. 0 ~ 3. 5 nm 范圍內,平均粒徑為 2. 6 nm。圖 1C 為 N-CDs 的原子力顯微鏡 ( AFM) 圖,由圖中可以看出,制備的 N-CDs 為規(guī)則的球形,AB 段的平均高度在 2. 4 nm 左右,與 TEM 的表征結果基本一致。兩種表征均在純水中進行樣品制備,未經(jīng)過進一步的超聲處理,說明 N-CDs 在 水中具有很好的分散性。N-CDs 熒光發(fā)射峰的位置和強度依賴于激發(fā)波長。改變激發(fā)波長,N-CDs 的熒光發(fā)射峰和強度均隨之改變。 隨著激發(fā)波長由 320 nm 增加到 410 nm,熒光發(fā)射峰逐漸紅移,發(fā)射波長由 441 nm 紅移至 519 nm,同 時熒光強度先增大后減小。N-CDs 的這一熒光特性,可能與其表面缺陷及納米粒子粒徑對光的選擇 性有關。根據(jù) N-CDs 的熒光強度變化,后續(xù)試驗選擇最佳激發(fā)波長為 360 nm。以硫酸奎寧( 54% , 0. 1 mol /L H2 SO4 ) 為參考物質,測得該 N-CDs 的熒光量子產(chǎn)率約為 5. 79% 。不同溫度對 DA 猝滅 N-CDs 熒光的影響。結果顯示,常溫下 DA 對 N-CDs 的熒光幾乎沒有猝滅作用,隨著溫度的升高,熒光猝滅逐漸增強,當溫度達 45 ℃時,熒光猝滅程度基 本達到最高,繼續(xù)升溫,猝滅效率改變很小。因此,實驗選擇在 45 ℃ 下孵育一定時間后進行熒光 測定。不同 pH 值條件下,孵育不同時間后 N-CDs - DA 體系的熒光變化情況。 結果表明,在 pH 7. 0 條件下,隨著時間的增加,N-CDs - DA 體系的熒光強度變化不甚明顯。pH 8. 0 和 pH 9. 0 時,隨著時間的增加,N-CDs - DA 體系的熒光強度快速降低,孵育時間超過 4 h 后,熒光強 度下降趨緩,且兩種 pH 值條件下的熒光強度變化趨勢基本吻合。當 pH 10. 0 或 pH 11. 0 時,隨著時間 的增加,N-CDs - DA 體系的熒光強度先迅速降低( 且 pH 值越大,下降越迅速) ,后又隨著時間的增加 緩慢升高( 且 pH 值越大熒光強度增大趨勢越明顯) ,其原因可能是在強堿性環(huán)境中,多巴胺容易發(fā)生 聚合反應形成聚多巴胺。因此,實驗選擇在 pH 8. 0,孵育溫度為 45 ℃ 的條件下,孵育 4 h 后測 定 N-CDs - DA 體系的熒光強度。
以檸檬酸為碳源,尿素為氮源,采用微波一步法合成了水溶性好,富含—OH、—COOH 和—NH2 等官能團的氮摻雜碳點,所制備的 N-CDs 對溶液中的 DA 具有良好的選擇性、靈敏性和抗干擾能力, 基于此建立了一種新的、快速檢測 DA 的方法。該方法的檢出限達 0. 08 μmol·L - 1 。應用于實際樣品 尿液中 DA 含量的檢測,其加標回收率為 99. 5% ~ 106% ,RSD 為 1. 8% ~ 2. 3% 。該方法靈敏,簡單, 易操作,在實際生物樣品中 DA 含量的檢測方面具有一定的應用前景。
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