基于氧化鋅量子點雙比色熒光傳感器檢測炭疽生物標記物的研究.pdf

1、氧化鋅量子點是一種新型的熒光納米傳感器，其顆粒粒徑小、發(fā)光強度高、光穩(wěn)定性好、生物毒性低，制備簡便及生產(chǎn)成本低等優(yōu)異特性，同時具有水溶性在生物熒光成像，生物熒光探針及載藥等許多領域具有廣闊的應用前景。炭疽芽孢桿菌作為潛在的生化武器嚴重威脅人類的生命健康，目前探測其存在的方法多種多樣，而鑭基熒光光譜法被廣泛推廣，該方法基于芽孢桿菌的生物標志物CaDPA可有效敏化稀土離子的熒光發(fā)射，同時稀土離子具有窄的發(fā)射譜、發(fā)光壽命長的原理。銪（Eu）和

2、鋱（Tb）是熒光傳感器中常用的鑭系元素離子，它們具有強的熒光，長的熒光壽命及尖銳的線狀發(fā)射帶。Eu3+的最強發(fā)射位于616 nm，該本征發(fā)射將不會受到530 nm處的ZnO QDs熒光發(fā)射的干擾，而544 nm處的Tb3+的本征發(fā)射峰與ZnO QDs的發(fā)射帶有重疊，同時Eu3+的紅色熒光也易于肉眼觀察。再次銪基熒光傳感器可有效降低芳香族化合物與 Tb3+的結合而造成的假陽性結果。迄今為止，以氧化鋅量子點作為內(nèi)在參比熒光檢測炭疽芽孢桿菌研

3、究尚未報道。綜上我們將選用銪離子與氧化鋅量子點結合，銪離子作為傳感單元，氧化鋅量子點作為參比單元，以制備性能優(yōu)異的雙比色熒光傳感器，實現(xiàn)對炭疽芽孢桿菌的快速，靈敏高選擇性的檢測。本文所取得的研究成果如下：
　　1)成功制備了六方纖鋅礦結構的氧化鋅量子點，其平均顆粒粒徑~5 nm，具有良好的水溶性，強的黃光發(fā)射，高量子產(chǎn)率（31.98％）及良好的發(fā)光穩(wěn)定性。同時氧化鋅量子點本身具有較低的生物毒性，制備簡便，生產(chǎn)成本低等優(yōu)質的特性。該

4、氧化鋅量子點表面帶有-NH2基團易于表面改性以設計開發(fā)性能優(yōu)異的納米熒光探針，在生物醫(yī)學成像、疾病診斷和治療等方面起著至關重要的作用。
　　2)成功制備一種銪修飾的氧化鋅量子點納米結構（ZnO/Eu），用于快速、靈敏的雙比色檢測炭疽芽孢桿菌的存在。具有高強黃色熒光發(fā)射的氧化鋅量子點作為一種內(nèi)在參比，銪離子（Eu3+）螯合在氧化鋅量子點的表面作為信號報告單元。當銪離子與芽孢桿菌的生物標志物 CaDPA配位后其紅色熒光強度將顯著增強，

5、而氧化鋅量子點的黃色熒光卻保持不變，因此增加的CaDPA濃度可以導致ZnO/Eu雜化納米結構的兩種熒光強度比的變化。同時由于制備的氧化鋅量子點的吸收帶延伸到深紫外區(qū)，覆蓋 DPA在280 nm處的吸收峰，可實現(xiàn)氧化鋅量子點與DPA在同一激發(fā)波長（280 nm）下的共同激發(fā)，所以該ZnO/Eu納米結構有望實現(xiàn)對CaDPA的雙比色熒光檢測。
　　3)該傳感器時間響應曲線展示傳感反應可在~8 s內(nèi)完成，從而能夠快速檢測炭疽芽孢桿菌孢子的

6、存在。在同一激發(fā)波長下，該傳感器中氧化鋅量子點和Eu3+的發(fā)光強度比值（I616/ I530）與CaDPA在0~4μM濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關系，使其能實現(xiàn)對微量濃度的CaDPA進行定量測定，同時通過IUPAC方法計算ZnO/Eu納米結構對CaDPA的檢測極限為3 nM，此檢測極限遠低于人體對炭疽芽孢桿菌感染劑量（60μM）。比率熒光測試也有效降低外界環(huán)境的干擾，以提升檢測結果的準確性。增大 CaDPA的濃度該傳感器在紫外燈照射下溶液顏