一種基于IFE的黑磷量子點BPQDs熒光探針檢測β-Gal的原理(一文介紹)

我們開發(fā)了 一個基于 IFE 的 BPQDs 熒光傳感器， 用 于 β-Gal 的簡便和高靈敏檢測。 在該傳感器系統(tǒng)中 ， BPQDs 和 PNP 分別被選為熒光供體和熒光吸收劑。

如圖1 a所示， 水解產(chǎn)物 PNP 的吸收峰（ 405 nm） 在 370-450 nm 范圍內(nèi) 具有強(qiáng)吸收， 這與 BPQDs 的激發(fā)和發(fā)射光譜發(fā)生了 **地重疊。 顯然， 由 于 PNP 可以屏蔽來自 BPQDs 的激發(fā)光和發(fā)射光， BPQDs 的熒光強(qiáng)度可以被**地猝滅， 這表明 BPQDs 和 PNP 之間發(fā)生了 IFE。基于上述 IFE 機(jī)理， 還記錄了 具有不同 β-Gal濃度的反應(yīng)體系的 UV-Vis。 如圖1b 所示， 在 310 和 405 nm 處的吸收分別逐漸降低和增加。 同時， 反應(yīng)溶液的顏色明 顯從無色變?yōu)辄S色（ 圖1c） 。 因此，基于 BPQDs 的熒光法能夠成功地用 于 β-Gal 的檢測。 我們又通過時間分辨熒光光譜法進(jìn)一步驗證此反應(yīng)體系中 的熒光猝滅機(jī)理。 如圖 3.2d 所示， 在不存在和存在 PNP 的情況下， BPQDs 的熒光衰減曲 線顯示出 高度一致性。 此外， IFE 被認(rèn)為對熒光團(tuán)的激發(fā)壽命沒有影響， 因 此進(jìn)一步證明 此反應(yīng)體系的機(jī)理是 IFE。

圖1

一、BPQDs 熒光探針檢測 β-Gal 的實驗條件優(yōu)化

為了 提高 BPQDs 熒光傳感器的檢測靈敏度， 我們系統(tǒng)優(yōu)化了 反應(yīng)體系的反應(yīng)溫度， 反應(yīng)時間和 PNP 濃度。 我們**考察溫度對檢測系統(tǒng)的影響， 由 圖 3.4a

所示我們分別測定了 反應(yīng)體系在 27 ℃、 37 ℃和 47 ℃下的檢測效果， 可知 37 ℃時檢測效果佳。 圖 2b 為反應(yīng)體系在不同反應(yīng)時間的檢測結(jié)果， 當(dāng) 40 min 時可認(rèn)為反應(yīng)體系已經(jīng)充分反應(yīng)。 圖2c 為 BPQDs 溶液在相同反應(yīng)條件下， 加入不同濃度 PNP 時的猝滅效果。 上述結(jié)果表明 溫度 37 ℃、 反應(yīng)時間 40 min 和 PNP濃度（ 150 μM） 為佳反應(yīng)條件。

圖2

二、BPQDs 熒光探針用 于 β-Gal 的活性檢測分析

在實驗條件下， 加入不同濃度的 β-Gal 后記錄混合溶液的熒光強(qiáng)度。 如圖 3a 所示， BPQDs 溶液的熒光強(qiáng)度隨著 β-Gal 濃度的增加逐漸降低， 在 5-30 U/L的范圍內(nèi) 獲得相對熒光強(qiáng)度和 β-Gal 濃度之間的良好線性關(guān)系（ 圖 3b）。 結(jié)果分析得出 β-Gal 檢測限低至 0.76 U/L（ S/N=3）。

圖3

三、BPQDs 熒光探針用 于 β-Gal 的**劑探究分析

我們提出 的熒光傳感測定法又對酶**劑的效率進(jìn)行了 評估。 D-半乳醛作為常見的 β-Gal **劑用 于**測定。 隨著 D-半乳醛的加入， PNPG 的水解受到限

制， 這導(dǎo)致 BPQDs 溶液的熒光恢復(fù)。 圖 4a 顯示了 隨著加入的**劑的濃度的增加反應(yīng)體系熒光**恢復(fù)。 方程式如下：

圖4

四、BPQDs 熒光探針用 于血清中 β-Gal 的活性檢測分析

為了 評估所提出 的熒光檢測方法在實際樣品中 的可行性， 我們使用 上述所開發(fā)的熒光傳感器平臺 檢測人血清中 的 β-Gal。 **我們先考察了 血清對 BPQDs

熒光的影響。 如圖 5 所示， BPQDs 在血清和在 PBS 溶液中 的熒光強(qiáng)度保持高度 一 致 ， 結(jié) 果 表 明 血 清 對 基 于 B P Q D s 的 熒 光 探 針 幾 乎 不 存 在 影 響 。

圖5

然后通過標(biāo)準(zhǔn)加入方法來檢驗血清中 的 β-Gal 活性， 其中 獲得的檢測結(jié)果顯示在下表 中 。 我們通過測定這些血清樣品中 β-Gal 的平均回 收率來評估方法的

準(zhǔn)確性， 發(fā)現(xiàn)?-Gal 的回 收率在 99-103％ 的范圍內(nèi) 并且相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（ RSD） 顯示小于 3.6％ 。 這些結(jié)果表明， 所提出 的熒光方法在實際樣品 中 具有潛在的 β-Gal檢測應(yīng)用 。

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