基于表面富Cd²⁺的硫化鎘量子點熒光增強測定半胱氨酸

摘 要 采用一步法可控合成了表面富Cd2＋的水溶性熒光硫化鎘量子點，并成功用于半胱氨酸測定。通過控制鎘硫前驅體合適比例， 使合成的量子點表面富含Cd2＋，它們能與半胱氨酸分子中巰基結合引起體系量子點熒光增強，由此實現半胱氨酸的選擇性定量分析檢測。在pH＝2.87的BR緩沖體系中，測定半胱氨酸的線性區間分別為0.01～5.0 mol/L；檢出限（3σ）為3.3 nmol/L，且其它氨基酸干擾小，可應用于混合氨基酸合成樣品、復方氨基酸注射液和人血清實際樣品中半胱氨酸的檢測。

關鍵詞 半胱氨酸； 表面富Cd2＋； 硫化鎘； 熒光增強

1 引 言

半胱氨酸（Cys）是生物體內組成蛋白質的氨基酸中唯一含有巰基（SH）的氨基酸，具有重要的生理功能，廣泛用于醫藥、食品和化妝品等行業。由于其功能涉及微量元素代謝、重金屬解毒、消除自由基等許多生理調控過程，故體內Cys代謝失調會導致一系列免疫系統功能性疾病。通過監測生物體中Cys濃度，可實現某些疾病的前期診斷。因此，發展快速、靈敏、選擇性高的檢測Cys方法具有重要的意義^[1～3]。

目前，測定Cys的方法主要有電化學法^[4，5]、流動注射化學發光法^[6]、高效液相色譜法^[7]、毛細管區帶電泳法^[8]、共振散射光譜法^[9]、分光光度法^[10]和熒光光譜法^{[2，11，12]}等。熒光光譜分析多利用合成的配合物或熒光試劑作為熒光探針，與Cys作用后，發生熒光變化，實現其分析測定^[11，12]。而最近利用量子點熒光分析Cys的報道受到關注，如Negi等最先將表面修飾的CdS量子點的熒光猝滅用于Cys的選擇性測定^[11]；Huang等將巰基乙酸包覆的CdSe/ZnS量子點熒光增強效應用于Cys測定，檢出限達3.8 nmol/L^[12]。

在文獻\\的基礎上，通過添加六偏磷酸鈉分散劑和控制鎘硫前驅體比例使量子點表面富Cd2＋，合成了水溶性和穩定性更好的CdS熒光量子點，作為檢測Cys的光譜探針。利用Cys分子中巰基與表面Cd2＋的強結合能力，可有效避免其它氨基酸的干擾，從而實現Cys的選擇性定量分析。本方法操作快速簡便、靈敏度高，成功用于復方氨基酸注射液和人血清實際樣品中Cys的測定。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

LS50B型熒光分光光度計（美國PerkinElmer公司），狹縫寬度均設為10 nm；JEM2100F透射電子顯微鏡（TEM，日本電子株式會社）； ZEN3600型粒度和電位分析儀（英國馬爾文公司）。Na2S， Cd（NO3）2·6H2O，檸檬酸鈉，六偏磷酸鈉（分析純），實驗用水為二次蒸餾水。復方氨基酸注射液（18AAV，山東魯抗辰欣藥業有限公司），人血清樣品由湖南科技大學校醫院提供。

2.2 CdS量子點的制備

將15 mL 0.001 mol/L Cd（NO3）2，4.5 mL 0.01 mol/L檸檬酸三鈉和3 mL 0.01 mol/L 六偏磷酸鈉混合，置于冰水浴中（約4 ℃）磁力攪拌均勻，約2 min后將8 mL 0.001 mol/L Na2S緩慢滴加（約5.0 L/s）到上述混合液中，再持續攪拌30 min。當Na2S注入混合液中時，溶液即可觀察到橙黃色物質生成。此體系中，鎘硫濃度比cCd2＋/cS2－＝1.875時得到的溶液熒光強度最強，由此即可實現表面富Cd2＋的CdS量子點的控制合成，無需其它表面修飾過程。

2.3 樣品處理方法

將復方氨基酸注射液稀釋1000倍，直接按上述實驗方法進行測定。將人血清樣品先與無水乙醇以體積比1∶4混合均勻， 靜置12 h，高速離心除去蛋白后，取上清液稀釋4倍，冷藏待測。

2.4 測定方法

于1.5 mL離心管中，依次加入0.8 mL上述合成的CdS量子點溶液，0.15 mL Cys或者適量樣品溶液，搖勻；約10 min后，加入0.25 mL BR緩沖溶液（pH 2.87），以水定容至1.5 mL；繼續反應10 min后， 在熒光激發波長389 nm處激發，發射波長518 nm處測量熒光強度（F）。按同樣的方法做試劑空白（熒光強度記為F0），并計算出二者的相對熒光強度（F－F0）/F0。