基于碳量子点荧光分光光度法检测叶酸

邓小燕　李佳渝　谭克俊

摘要：在pH 7.3 磷酸盐缓冲介质中， 通过静电作用， 叶酸能猝灭碳量子点在384 nm处的荧光。其猝灭的荧光信号强度与叶酸浓度呈一定线性关系， 据此建立了检测叶酸的荧光分光光度法。线性范围为0.025～2.0 μmol/L， 相关系数为0.9947，检出限为2.5 nmol/L。表征了体系的荧光光谱，吸收光谱及荧光寿命，探讨了体系的反应机理，优化了实验条件。本方法用于模拟血清中叶酸含量的检测， 加标回收率为97.3%～101.6%， RSD ≤4.9%。

关键词：荧光分光光度法； 叶酸； 碳量子点

1引言

叶酸（Folic acid，FA）作为一种水溶性B族维生素，是细胞分裂、生长不可缺少的物质。所有生长发育或新陈代谢旺盛的组织也均需要有足够的叶酸[1]。若叶酸不足，细胞的再生就会受到阻碍，引起巨幼红细胞贫血；此外，还会导致头发变灰、舌头发炎、肠胃不适、智力退化。而孕妇缺乏叶酸，可能引起胎儿宫内发育迟缓、早产和低体重出生等。叶酸在生命体中扮演着如此重要的角色，因此对叶酸的分析检测具有十分重要的意义。现有对叶酸的检测方法主要包括分光光度法[2]、微生物法[3]、等离子发射光谱法[4]、气相色谱法[5]、高效液相色谱法[6] 等，在众多检测方法中，荧光分光光度法由于其简单、灵敏及成本低等优点，广泛用于体系中待测物质的分析检测[7]。到目前为止，通过合成各种纳米材料（NPs）用于检测叶酸的报道并不多，其中Geszke等[8]合成了水溶性的Mn：ZnS/ZnS 量子点（QDs），基于FA与QDs作用导致其荧光强度降低实现了叶酸含量的测定；Gudarzy等[9]报道了基于Y2O3：Eu纳米材料来检测叶酸；Liu等[10]合成了水溶性的CuInS2量子点，基于荧光猝灭恢复实现对叶酸含量测定。

近年来，碳量子点（Carbon quantum dots，CQDs）作为一种新型荧光纳米材料受到越来越多的关注。由于其具有荧光强度高、光稳定性好、耐光漂白[11]、低毒性、生物相容性好[12]等优点广泛应用于各个分析领域。本研究合成了一种水溶性好，荧光强度高，耐光漂白的CQDs[13] ，探讨了CQDs与FA的相互作用关系。研究发现，FA能使CQDs的荧光猝灭，其猝灭程度与FA的浓度具有一定的线性关系，据此建立了检测FA的荧光分光光度法。本方法简单，快速，灵敏度高。

2实验部分

2.1仪器与试剂

F2500荧光分光光度计（日本日立公司），U3010紫外可见分光光度计（日本日立公司）， 25 mL对位聚苯（Polyphenyl，PPL）水热反应釜（上海岩征实验仪器有限公司），电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）； H1650W台式微量高速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司），ZEN3690电位分析仪（马尔文仪器有限公司）。

References

1Lucock M. Mol. Genet. Metab.， 2000， 71（12）： 121-138

2YE Li， TIAN YiMei. Tianjin Phamacy， 2000， 12（3）： 63-64

3HAO Ling， ZHENG JunChi， TIAN YiHua， FAN DaWei， LI Zhu. Journal of Pepeking University（Health Sciences）， 2004， 36（2）： 210-214

4WANG Wei， SUN WeiDe. Chinese J. Anal. Chem.， 2003， 31（10）： 1280

5WEN XiaoQing， YANG YueXin. Chinese Journal of Food Hygiene， 2004， 16（1）： 65-70

6LONG ChaoYang， GAO HongYan， XU XiuMin， LIANG FuRong， LIANG ChunHui. Chinese J. Anal. Chem.， 2004， 32（10）： 1341-1344

7ZHOU FuLin， SONG ShaoFei， GONG QiaoJuan， ZHANG WenCan， WANG TianJiao. Journal of Instrumental Analysis， 2010， 29（3）： 272-275

8Geszke M， Murias M， Balan L， Medjahdi G， Korczynski J， Moritz M， Lulek J， Schneider R. Acta. Biomater.， 2011， 7（3）： 1327-1338

9Gudarzy F， Moghaddam A B， Mozaffari S， Ganjkhanlou Y， Kazemzad M， Zahed R， Bani F. Microchim. Acta.， 2013， 180（1314）： 1257-1262

10Liu S Y， Hu J J， Su X G. Analyst， 2012， 137： 4598-4604

11Yu S J， Kang M W， Chang H C， Chen K M， Yu Y C. J. Am. Chem. Soc.， 2005， 127（50）： 17604-17605

12Xu X Y， Ray R， Gu Y L， Ploehn H J， Gearheart L， Raker K， Scrivens W A. J. Am. Chem. Soc.， 2004， 126（40）： 12736-12737

13Gao M X， Liu C F， Wu Z L， Zeng Q L， Yang X X， Wu W B， Li Y F， Huang C Z. Chem. Commun.， 2013， 49： 8015-8017

14XU JinGou， WANG ZunBen. Fluorometric Analysis Method. Beijing： Science Press， 2006： 64-70

15Lakowicz J R. New York： Springer， 2006： 208-282

16Mopelola I， Emmanuel L， Tebello N. J. Photochem. Photobiol. A， 2008， 198： 7-12

17YANG ManMan， YANG Pin， ZHANG LiWei. Chin. Sci. Bull.， 1994， 39（1）： 31-35

18Jia X F， Li J， Wang E K. Small， 2013， 9（22）： 3873-3879

摘要：在pH 7.3 磷酸盐缓冲介质中， 通过静电作用， 叶酸能猝灭碳量子点在384 nm处的荧光。其猝灭的荧光信号强度与叶酸浓度呈一定线性关系， 据此建立了检测叶酸的荧光分光光度法。线性范围为0.025～2.0 μmol/L， 相关系数为0.9947，检出限为2.5 nmol/L。表征了体系的荧光光谱，吸收光谱及荧光寿命，探讨了体系的反应机理，优化了实验条件。本方法用于模拟血清中叶酸含量的检测， 加标回收率为97.3%～101.6%， RSD ≤4.9%。

关键词：荧光分光光度法； 叶酸； 碳量子点

1引言

叶酸（Folic acid，FA）作为一种水溶性B族维生素，是细胞分裂、生长不可缺少的物质。所有生长发育或新陈代谢旺盛的组织也均需要有足够的叶酸[1]。若叶酸不足，细胞的再生就会受到阻碍，引起巨幼红细胞贫血；此外，还会导致头发变灰、舌头发炎、肠胃不适、智力退化。而孕妇缺乏叶酸，可能引起胎儿宫内发育迟缓、早产和低体重出生等。叶酸在生命体中扮演着如此重要的角色，因此对叶酸的分析检测具有十分重要的意义。现有对叶酸的检测方法主要包括分光光度法[2]、微生物法[3]、等离子发射光谱法[4]、气相色谱法[5]、高效液相色谱法[6] 等，在众多检测方法中，荧光分光光度法由于其简单、灵敏及成本低等优点，广泛用于体系中待测物质的分析检测[7]。到目前为止，通过合成各种纳米材料（NPs）用于检测叶酸的报道并不多，其中Geszke等[8]合成了水溶性的Mn：ZnS/ZnS 量子点（QDs），基于FA与QDs作用导致其荧光强度降低实现了叶酸含量的测定；Gudarzy等[9]报道了基于Y2O3：Eu纳米材料来检测叶酸；Liu等[10]合成了水溶性的CuInS2量子点，基于荧光猝灭恢复实现对叶酸含量测定。

近年来，碳量子点（Carbon quantum dots，CQDs）作为一种新型荧光纳米材料受到越来越多的关注。由于其具有荧光强度高、光稳定性好、耐光漂白[11]、低毒性、生物相容性好[12]等优点广泛应用于各个分析领域。本研究合成了一种水溶性好，荧光强度高，耐光漂白的CQDs[13] ，探讨了CQDs与FA的相互作用关系。研究发现，FA能使CQDs的荧光猝灭，其猝灭程度与FA的浓度具有一定的线性关系，据此建立了检测FA的荧光分光光度法。本方法简单，快速，灵敏度高。

2实验部分

2.1仪器与试剂

F2500荧光分光光度计（日本日立公司），U3010紫外可见分光光度计（日本日立公司）， 25 mL对位聚苯（Polyphenyl，PPL）水热反应釜（上海岩征实验仪器有限公司），电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）； H1650W台式微量高速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司），ZEN3690电位分析仪（马尔文仪器有限公司）。

References

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4WANG Wei， SUN WeiDe. Chinese J. Anal. Chem.， 2003， 31（10）： 1280

5WEN XiaoQing， YANG YueXin. Chinese Journal of Food Hygiene， 2004， 16（1）： 65-70

6LONG ChaoYang， GAO HongYan， XU XiuMin， LIANG FuRong， LIANG ChunHui. Chinese J. Anal. Chem.， 2004， 32（10）： 1341-1344

7ZHOU FuLin， SONG ShaoFei， GONG QiaoJuan， ZHANG WenCan， WANG TianJiao. Journal of Instrumental Analysis， 2010， 29（3）： 272-275

8Geszke M， Murias M， Balan L， Medjahdi G， Korczynski J， Moritz M， Lulek J， Schneider R. Acta. Biomater.， 2011， 7（3）： 1327-1338

9Gudarzy F， Moghaddam A B， Mozaffari S， Ganjkhanlou Y， Kazemzad M， Zahed R， Bani F. Microchim. Acta.， 2013， 180（1314）： 1257-1262

10Liu S Y， Hu J J， Su X G. Analyst， 2012， 137： 4598-4604

11Yu S J， Kang M W， Chang H C， Chen K M， Yu Y C. J. Am. Chem. Soc.， 2005， 127（50）： 17604-17605

12Xu X Y， Ray R， Gu Y L， Ploehn H J， Gearheart L， Raker K， Scrivens W A. J. Am. Chem. Soc.， 2004， 126（40）： 12736-12737

13Gao M X， Liu C F， Wu Z L， Zeng Q L， Yang X X， Wu W B， Li Y F， Huang C Z. Chem. Commun.， 2013， 49： 8015-8017

14XU JinGou， WANG ZunBen. Fluorometric Analysis Method. Beijing： Science Press， 2006： 64-70

15Lakowicz J R. New York： Springer， 2006： 208-282

16Mopelola I， Emmanuel L， Tebello N. J. Photochem. Photobiol. A， 2008， 198： 7-12

17YANG ManMan， YANG Pin， ZHANG LiWei. Chin. Sci. Bull.， 1994， 39（1）： 31-35

18Jia X F， Li J， Wang E K. Small， 2013， 9（22）： 3873-3879

摘要：在pH 7.3 磷酸盐缓冲介质中， 通过静电作用， 叶酸能猝灭碳量子点在384 nm处的荧光。其猝灭的荧光信号强度与叶酸浓度呈一定线性关系， 据此建立了检测叶酸的荧光分光光度法。线性范围为0.025～2.0 μmol/L， 相关系数为0.9947，检出限为2.5 nmol/L。表征了体系的荧光光谱，吸收光谱及荧光寿命，探讨了体系的反应机理，优化了实验条件。本方法用于模拟血清中叶酸含量的检测， 加标回收率为97.3%～101.6%， RSD ≤4.9%。

关键词：荧光分光光度法； 叶酸； 碳量子点

1引言

叶酸（Folic acid，FA）作为一种水溶性B族维生素，是细胞分裂、生长不可缺少的物质。所有生长发育或新陈代谢旺盛的组织也均需要有足够的叶酸[1]。若叶酸不足，细胞的再生就会受到阻碍，引起巨幼红细胞贫血；此外，还会导致头发变灰、舌头发炎、肠胃不适、智力退化。而孕妇缺乏叶酸，可能引起胎儿宫内发育迟缓、早产和低体重出生等。叶酸在生命体中扮演着如此重要的角色，因此对叶酸的分析检测具有十分重要的意义。现有对叶酸的检测方法主要包括分光光度法[2]、微生物法[3]、等离子发射光谱法[4]、气相色谱法[5]、高效液相色谱法[6] 等，在众多检测方法中，荧光分光光度法由于其简单、灵敏及成本低等优点，广泛用于体系中待测物质的分析检测[7]。到目前为止，通过合成各种纳米材料（NPs）用于检测叶酸的报道并不多，其中Geszke等[8]合成了水溶性的Mn：ZnS/ZnS 量子点（QDs），基于FA与QDs作用导致其荧光强度降低实现了叶酸含量的测定；Gudarzy等[9]报道了基于Y2O3：Eu纳米材料来检测叶酸；Liu等[10]合成了水溶性的CuInS2量子点，基于荧光猝灭恢复实现对叶酸含量测定。

近年来，碳量子点（Carbon quantum dots，CQDs）作为一种新型荧光纳米材料受到越来越多的关注。由于其具有荧光强度高、光稳定性好、耐光漂白[11]、低毒性、生物相容性好[12]等优点广泛应用于各个分析领域。本研究合成了一种水溶性好，荧光强度高，耐光漂白的CQDs[13] ，探讨了CQDs与FA的相互作用关系。研究发现，FA能使CQDs的荧光猝灭，其猝灭程度与FA的浓度具有一定的线性关系，据此建立了检测FA的荧光分光光度法。本方法简单，快速，灵敏度高。

2实验部分

2.1仪器与试剂

F2500荧光分光光度计（日本日立公司），U3010紫外可见分光光度计（日本日立公司）， 25 mL对位聚苯（Polyphenyl，PPL）水热反应釜（上海岩征实验仪器有限公司），电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）； H1650W台式微量高速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司），ZEN3690电位分析仪（马尔文仪器有限公司）。

References

1Lucock M. Mol. Genet. Metab.， 2000， 71（12）： 121-138

2YE Li， TIAN YiMei. Tianjin Phamacy， 2000， 12（3）： 63-64

3HAO Ling， ZHENG JunChi， TIAN YiHua， FAN DaWei， LI Zhu. Journal of Pepeking University（Health Sciences）， 2004， 36（2）： 210-214

4WANG Wei， SUN WeiDe. Chinese J. Anal. Chem.， 2003， 31（10）： 1280

5WEN XiaoQing， YANG YueXin. Chinese Journal of Food Hygiene， 2004， 16（1）： 65-70

6LONG ChaoYang， GAO HongYan， XU XiuMin， LIANG FuRong， LIANG ChunHui. Chinese J. Anal. Chem.， 2004， 32（10）： 1341-1344

7ZHOU FuLin， SONG ShaoFei， GONG QiaoJuan， ZHANG WenCan， WANG TianJiao. Journal of Instrumental Analysis， 2010， 29（3）： 272-275

8Geszke M， Murias M， Balan L， Medjahdi G， Korczynski J， Moritz M， Lulek J， Schneider R. Acta. Biomater.， 2011， 7（3）： 1327-1338

9Gudarzy F， Moghaddam A B， Mozaffari S， Ganjkhanlou Y， Kazemzad M， Zahed R， Bani F. Microchim. Acta.， 2013， 180（1314）： 1257-1262

10Liu S Y， Hu J J， Su X G. Analyst， 2012， 137： 4598-4604

11Yu S J， Kang M W， Chang H C， Chen K M， Yu Y C. J. Am. Chem. Soc.， 2005， 127（50）： 17604-17605

12Xu X Y， Ray R， Gu Y L， Ploehn H J， Gearheart L， Raker K， Scrivens W A. J. Am. Chem. Soc.， 2004， 126（40）： 12736-12737

13Gao M X， Liu C F， Wu Z L， Zeng Q L， Yang X X， Wu W B， Li Y F， Huang C Z. Chem. Commun.， 2013， 49： 8015-8017

14XU JinGou， WANG ZunBen. Fluorometric Analysis Method. Beijing： Science Press， 2006： 64-70

15Lakowicz J R. New York： Springer， 2006： 208-282

16Mopelola I， Emmanuel L， Tebello N. J. Photochem. Photobiol. A， 2008， 198： 7-12

17YANG ManMan， YANG Pin， ZHANG LiWei. Chin. Sci. Bull.， 1994， 39（1）： 31-35

18Jia X F， Li J， Wang E K. Small， 2013， 9（22）： 3873-3879