碳纳米点荧光传感器对鸟嘌呤的检测

收稿日期：２０１７－０４－０６ 基金项目：国家自然 科 学 基 金 项 目 （２１７６５００５）；广 西 重 点 实 验 室 研 究 基 金 项 目 （ＥＭＦＭ２０１６１２０２）；广 西 科 技 计 划 项 目 （２０１８
ＧＸＮＳＦＡＡ１３８０４７）；广西中青年教师基础能力提升项目（２０１８ＫＹ０２６０） 作者简介：农亿财 （１９９２—），男，应用化学专业，４４８７５６４０５＠ｑｑｃｏｍ。 通讯作者：袁亚利，博士，副教授，ｔｈａｎｋＳＩＮ２０１３＠１６３ｃｏｍ。 引文格式：农亿财，袁亚利．碳纳米点荧光传感器对鸟嘌呤的检测 ［Ｊ］．桂林理工大学学报，２０１８，３８（３）：５２４－５２８．
鸟嘌呤（Ｇ）是一种有机碱，ＤＮＡ和 ＲＮＡ中都
存在，化学成分为 ２氨基６酮基嘌呤，结构式见图
１。Ｇ与腺嘌呤一起构成核酸中的两种主要嘌呤碱。
在生物体内，它的含量极少，但具有重要的生理功
能，与环磷酸腺苷一起对代谢调控有拮抗效应，并
且在生物遗传中起重要作用。体液中的 Ｇ浓度发 生异常往 往 能 预 测 某 种 疾 病 的 发 生。俞 建 君 等［１］
二氢钾、磷酸氢二钾、葡萄糖、氯化钠、氯化锌、 行表征。从图 ２很明显看出，所合成的碳点具有
尿素购自国药集团化学试剂有限公司。
较好的单分散性，是直径约为 ３ｎｍ的纳米颗粒。
实验所用试剂均为分析纯，所用水均为二次水。 由此可知，本试验成功合成了碳点。
１２ ＣＤｓ的合成
２１２ 红外光谱 根据 ＣＤｓ红外光谱图 ３的特征谱
在电极上的电化学行为，结果表明 Ｇ的阳极电流 原材料的要求很低。 峰和浓度在（１０～５０）×１０－７ ｍｏｌ／Ｌ范围内线性
良好，检出限为 １０×１０－７ ｍｏｌ／Ｌ。此电化学方法 １ 试验部分
虽然操作简便，但灵敏度略低。到目前为止，采用 １１ 主要仪器与试剂
荧光法对鸟嘌呤进行检测的报道还不多见，其中刘 １１１ 主要仪器 ＲＦ－５３０１ＰＣ荧光分光光度计 美 林等［３］应用荧光光度法对过氧化、氢氧化鸟嘌 （日本岛津）；ＴＵ－１９０１双光束紫外可见分光光度
平均回收率为 ９８１％。此方法虽然检测灵敏度高， 通过引入 ＣＤｓ，利用 Ｃｕ２＋与 Ｇ可形成某种复合物 但仪器较为昂贵、操作繁琐。郭满栋等［２］利用碳纤 释放 ＣＤｓ荧光的特点，设计了荧光 “关 －开” 型
维电极用 １５次微分伏安法和循环伏安法研究 Ｇ 的 Ｇ传感器，检测方法简单、易操作，对仪器和
图 １ 鸟嘌呤的分子结构 Ｆｉｇ１ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｇｕａｎｉｎｅ
用高效液相色谱法测定 Ｇ的含量，以 １％ 乙酸 － 呤的产物 ８羟基鸟嘌呤进行检测，但是检测限较
甲醇为流动相，在流速 １０ｍＬ／ｍｉｎ，检测波长 ２７３ 低。荧光碳点（ＣＤｓ）是近几年最热门的纳米材料之
ｎｍ，柱温为 ２５℃的条件下测定 Ｇ含量，线性关系 一，它具有优良的光学性能、低毒性、良好的生 良好（Ｒ＝０９９９８），最低检出限为 ０００２５ｍｇ／Ｌ， 物相容性，且表面易于功能化［４－６］等特点。本文
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７４－９０５７２０１８０３０２３
碳纳米点荧光传感器对鸟嘌呤的检测
农亿财，袁亚利
（桂林理工大学 化学与生物工程学院，广西 桂林 ５４１００４）
摘 要：利用 Ｃｕ２＋能够有效淬灭碳纳米点（ＣＤｓ）的荧光，而鸟嘌呤（Ｇ）能与 Ｃｕ２＋形成稳定的络合物使其脱 离 ＣＤｓ表面导致 ＣＤｓ的荧光得以恢复的原理，构建了新的关 －开型 Ｇ传感器。结果表明：在室温（２５℃） 下，Ｇ于 ＣＤｓ－Ｃｕ２＋体系中（在 ｐＨ＝５５的 ＰＢＳ缓冲溶液中）反应 ７ｍｉｎ后荧光强度恢复量达到最大，Ｇ浓 度在 １０～１００ｍｇ／Ｌ范围内与体系的荧光强度恢复量（ＩＦ２ －ＩＦ１）呈良好的线性关系：ｙ＝１１４６６ｘ－８０４７４ （Ｒ２＝０９９６），检出限达 ２５×１０－３ｍｇ／Ｌ（Ｓ／Ｎ＝３）。该方法用于尿液中 Ｇ的测定，加标回收率为 ９８７７％， ＲＳＤ为 ２９％。 关键词：碳量子点；荧光；铜离子；鸟嘌呤 中图分类号：Ｏ６５７１ 文献标志码：Ａ
ＣＤｓ水 溶 液 制 备［７］：取 １５０ｇＮＨ４ＨＣＯ３ 和 带及 强 度 分 析［８］，在 ３４４８ｃｍ－１位 置 为—ＯＨ 或 ０２０ｇ柠檬酸钠于聚四氟乙烯罐中，加入 １０ｍＬ二 —ＮＨ伸缩振动区，１６３５ｃｍ－１左右为 —ＣＯ 的
次水，盖上盖子，放入反应釜中于 １８０℃的条件下 伸缩振动吸收峰，１３６１ｃｍ－１左右为 —ＣＣ 的吸
反应 ４ｈ，反应完成冷却至室温后转至 ２５０ｍＬ容量 收峰。合成的 ＣＤｓ表面带有不同的官能团，除用来
瓶，用二次水定容即可得到 ＣＤｓ量子点母液，于冰 构建荧光体系外，还可在 ＣＤｓ表面连接不同的生物
第 ３８卷 第 ３期
桂林理工大学学报
Ｖｏｌ３８Ｎｏ３
２０１８年 ８月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｕｇ ２０１８

文章编号：１６７４－９０５７（２０１８）０３－０５２４－０５
第 ３期 农亿财等：碳纳米点荧光传感器对鸟嘌呤的检测
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计（北京普析通用仪器有限公司）；电子分析天平 ５ｍｉｎ后，再次测定溶液的荧光强度 ＩＦ１。在上述溶 ＦＡ１１０４（江苏泰兴市电子仪器厂）；超声波清洗机 液中加入 Ｇ，摇匀，静置 ７ｍｉｎ，最后测定溶液的
ＳＢ－３２００（宁波新艺生物科技股份有限公司；ｐＨＳ 荧光强度 ＩＦ２。
－３Ｃ精密 ｐＨ计（上海雷磁仪器厂）；ＪＥＭ －２１００Ｆ 透射电子显 微 镜 （日 本 电 子 株 式 会 社 ）；傅 里 叶 变
２ 结果与讨论
换红外光谱仪（Ｔｈｅｒｍｏ，ＵＳＡ）。
２１ 表征
１１２ 试剂 鸟嘌呤、腺嘌呤粉末购自阿拉丁试 ２１１ 透射电镜 为证明采用水热消解法所得到
剂有限公司，柠檬酸钠、碳酸氢铵、硫酸铜、磷酸