畢 霖, 于源華

(長春理工大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,吉林長春 130022)

鹽酸普萘洛爾(Propranolol Hydrochloride,PRO)是一種β-腎上腺素受體阻滯劑，俗稱心得安，常用于心血管病的治療[1]，長期或過量服用可導(dǎo)致竇性心動過緩，房室傳導(dǎo)阻滯，低血壓及心衰等不良反應(yīng)[2]。目前文獻(xiàn)報(bào)道的測定方法有色譜法[3 - 4]、分光光度法[5]、比色法[6]、毛細(xì)管電泳法[7]、同步熒光法[8]和化學(xué)發(fā)光法[9]等。但是這些方法有的分析步驟繁瑣，成本較高；有的受到自體熒光和散射光的干擾而靈敏度不高。因此，發(fā)展新的檢測PRO的方法具有十分重要的意義。

水溶性量子點(diǎn)(Quantum Dots,QDs)作為一種新型的熒光材料，與傳統(tǒng)有機(jī)熒光染料相比具有發(fā)射波長可調(diào)、激發(fā)光譜范圍寬、發(fā)射光譜窄、熒光量子產(chǎn)率高、光穩(wěn)定性好等特點(diǎn)[10]。三價稀土離子的4f-4f躍遷能產(chǎn)生非常窄的發(fā)光帶，將三價稀土離子摻入ZnS半導(dǎo)體納米晶中，能夠得到一類新的發(fā)光材料，這些材料的磷光發(fā)光壽命長，受散射光的干擾小[11 - 13]。基于量子點(diǎn)的這種特性，量子點(diǎn)的磷光性質(zhì)已被應(yīng)用于檢測各種離子[14]、小分子[15]和生物大分子[16]。

本文合成了水溶性的Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs，利用其室溫磷光(RTP)性質(zhì)，建立了一種快速、簡便、高選擇性和高靈敏度檢測生物體液中的PRO的新方法，該方法有效地避免了生物體液的自體熒光和散射光的干擾。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

JSM-2100透射電鏡(日本，電子公司)；X射線衍射儀(德國，布魯克公司)；熒光分光光度計(jì)(美國，瓦里安公司)；pHS-3C型酸度計(jì)(上海偉業(yè)儀器廠)。

ZnSO4·7H2O(天津空船化學(xué)試劑有限公司)；EuCl3(天津科密歐化學(xué)試劑有限公司)；Na2S·9H2O、L-半胱氨酸(天津光復(fù)精細(xì)化工研究所)；NaH2PO4、Na2HPO4(北京紅星化學(xué)試劑有限公司)；鹽酸普萘洛爾(上海信誼黃河制藥有限公司)，所有的試劑均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為高純水。

1.2 Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs的合成

參考文獻(xiàn)方法[17]并作適當(dāng)修改。在250 mL三口燒瓶中，依次加入50 mL 0.02 mol·L-1的L-半胱氨酸，5 mL 0.1 mol·L-1的ZnSO4溶液和0.5 mL 0.001 mol·L-1的EuCl3溶液，攪拌均勻后，用1 mol·L-1的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH至11。通氬氣飽和30 min后，用注射器迅速加入5 mL 0.1 mol·L-1的Na2S溶液，攪拌20 min。然后溶液在空氣中于50 ℃下老化2 h，得到水溶性Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs。加入等體積的無水乙醇使量子點(diǎn)析出，高速離心，倒去上層清液后，用乙醇洗滌3次，最后，用真空干燥箱干燥24 h，得到固體粉末。

1.3 分析過程

1.4 樣品處理

尿樣和血清樣都取自健康人群，這些樣品在分析前稀釋100倍，不需要其他的預(yù)處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs的物理及光譜性質(zhì)

通過透射電鏡(TEM)可以觀察到Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs為粒徑均一的球形，直徑為4 nm(圖1)；X射線衍射(XRD)結(jié)果表明，Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs為立方形結(jié)構(gòu)(圖2)。

圖1 Eu(Ⅲ)摻雜的ZnS量子點(diǎn)的TEM譜圖

圖2 Eu(Ⅲ)摻雜的ZnS量子點(diǎn)的XRD譜圖

圖3為在290 nm的激發(fā)波長下，Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs的磷光(a)和熒光光譜(b)。由圖3可以看出，量子點(diǎn)的最大磷光發(fā)射峰在595 nm處，而熒光在575、595、617 nm處均有發(fā)射峰，三個熒光發(fā)射峰歸因于Eu(Ⅲ)的5D0-7F1(J=0,1,2)的躍遷[18]。

圖3 Eu(Ⅲ)摻雜ZnS量子點(diǎn)的磷光(a)和熒光(b)光譜

圖4 體系pH 對Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs室溫磷光猝滅強(qiáng)度的影響

2.2 反應(yīng)介質(zhì)和pH的影響

考察了磷酸鹽緩沖體系和Tris-HCl緩沖體系作為反應(yīng)介質(zhì)時的磷光發(fā)光強(qiáng)度。結(jié)果表明，在磷酸鹽緩沖體系中，量子點(diǎn)表現(xiàn)出較高的發(fā)光強(qiáng)度且重現(xiàn)性較好。研究了緩沖液濃度和pH對量子點(diǎn)磷光的影響。結(jié)果表明，緩沖體系的濃度為0.01 mol·L-1，pH=7.4時，量子點(diǎn)的室溫磷光猝滅強(qiáng)度(△IRTP)最大(圖4)。本實(shí)驗(yàn)選定pH=7.4的濃度為0.01 mol·L-1的NaH2PO4-Na2HPO4緩沖溶液。

圖5 PRO濃度對Eu(Ⅲ)摻雜ZnS量子點(diǎn)磷光強(qiáng)度的影響

2.3 干擾實(shí)驗(yàn)

在選定的實(shí)驗(yàn)條件下，考察了體液中幾種常見的金屬離子和生物分子對PRO測定的干擾情況。當(dāng)PRO的濃度為10 ng·mL-1，控制相對誤差≤±5%時，2 500倍的K+、Na+、Mg2+、Ca2+；10 000倍的葡萄糖、500倍的尿素、尿酸、抗壞血酸和檸檬酸對測定均無干擾。

2.4 方法分析性能

在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，考察了PRO的濃度對Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs磷光強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖5所示。其線性回歸方程為:△IRTP=0.2101c+8.1819，相關(guān)系數(shù)R=0.9984，線性范圍為5～500 ng·mL-1，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.6%(c=10 ng·mL-1,n=5)，檢出限為4.18 ng·mL-1。與文獻(xiàn)報(bào)道的方法進(jìn)行了比較，結(jié)果見表1。由表1可以看出，該方法線性范圍寬，檢出限低。

2.5 樣品分析

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，將該方法應(yīng)用于尿液和血清中PRO的測定，結(jié)果見表2。由表2可知，樣品的加標(biāo)回收率為95%～101%，結(jié)果令人滿意。

表1 方法分析性能的對比

表2 尿液與血清中PRO加標(biāo)回收率測定的結(jié)果

3 結(jié)論

本文在水相中合成了L-半胱氨酸包覆的Eu(Ⅲ)摻雜ZnS QDs，建立了一種基于摻雜型量子點(diǎn)室溫磷光猝滅測定生物體液中鹽酸普萘洛爾的新方法，該方法測定鹽酸普萘洛爾簡便快速、靈敏度高，可用于生物體液中鹽酸普萘洛爾含量的測定。