一种可逆纳米卟啉荧光传感器识别定量手性氨基酸方法技术

一种可逆纳米卟啉荧光传感器识别定量手性氨基酸方法，属于纳米材料制备及化学分析检测技术领域。使用的特异性识别定量脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸手性的可逆纳米卟啉荧光传感器，采用CdTe量子点作为荧光探针，四‑(4‑吡啶基)锌卟啉四氢呋喃溶液与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备得到的自组装纳米卟啉为荧光猝灭剂，两者的特异性结合得到开关纳米卟啉荧光传感器。开关纳米卟啉荧光传感器与手性脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸作用得到可逆(开‑关‑开)纳米卟啉荧光传感器。相比传统以色谱发法分离识别氨基酸手性的方法有诸多优势。

A reversible nano porphyrin fluorescence sensor for identification of chiral amino acids

The invention discloses a reversible nano porphyrin fluorescence sensor for identifying quantitative chiral amino acids, belonging to the technical field of nanometer material preparation and chemical analysis detection. Reversible nano porphyrin fluorescence sensor specific quantitative identification using proline, serine and lysine chiral, using CdTe quantum dots as fluorescent probe, four (4 pyridyl) porphyrin tetrahydrofuran solution and sixteen alkyl three methyl bromide (CTAB) was prepared by the self-assembly of nano porphyrin fluorescence quenching agent the specific combination of the two, to get nano porphyrin sensor switch. Switch nano porphyrin fluorescence sensor and chiral proline, lysine and serine by reversible (open off open) nano porphyrin sensor. Compared to the traditional methods of chromatography, the chiral recognition of amino acids has many advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种可逆纳米卟啉荧光传感器识别定量手性氨基酸方法
本专利技术属于纳米材料制备及化学分析检测
，具体涉及一种新型可逆纳米卟啉荧光传感器可控制备及其高灵敏检测手性氨基酸的方法。
技术介绍
手性是氨基酸、糖和杂环等构筑生命物质基元分子的一种重要性质。手性分子对映异构体之间微观空间构型的不同往往会导致其在生物体内宏观生理药理作用的巨大差异。因此，开展手性物质与生物大分子的手性识别研究，对揭示生物分子的作用机制和规律具有重要意义。脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸在生物的生理和病理过程中发挥着重要的调节作用。脯氨酸在医药上可用于营养不良、蛋白质缺乏症、胃肠疾病、烫伤及术后蛋白质的补充等。赖氨酸主要用作饲料添加剂、食品强化剂和制药。丝氨酸与脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉的生长有关。研究表明，丝氨酸有助于免疫血球素和抗体的产生，有助于维持免疫系统。它们的L型和D型的不同结构在生物体内产生的生理药理作用也有巨大差异。因此研究有效的脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸手性识别和定量分析的检测技术，在化学、生物学以及医药学领域都非常重要。由于纳米卟啉传感器具有操作简单、无辐射，高灵敏度和高稳定性的优势，使其成为定量识别脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸的理想选择。传统方法有色谱法、电化学方法及电子显微技术等，这些方法具有灵敏度高或分离能力强等特点，但同时也存在一些不足，如难以避免衍生试剂对氨基酸手性识别的影响、复杂的制样准备工作、检测时间长等。因此研究一种快速的、高灵敏度和选择性的氨基酸手性识别和定量分析的方法对氨基酸的生物学作用具有重要非常重要的意义。本专利技术为克服现有方法的缺陷，提供了一种新的基于可逆纳米卟啉荧光传感器识别定量检测手性氨基酸方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一提供一种制备简单、反应条件温和的新型可逆纳米卟啉荧光传感器可控制备方法；目的之二是提供一种灵敏度高、选择性好，基于荧光开-关-开模式方法快速定量识别脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸手性的可逆纳米卟啉荧光传感器。本专利技术使用的特异性识别定量脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸手性的可逆纳米卟啉荧光传感器，采用CdTe量子点作为荧光探针，四-(4-吡啶基)锌卟啉四氢呋喃溶液与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备得到的自组装纳米卟啉为荧光猝灭剂，两者的特异性结合得到开关纳米卟啉荧光传感器。开关纳米卟啉荧光传感器与手性脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸作用得到可逆(开-关-开)纳米卟啉荧光传感器。本专利技术解决问题采取的技术方案为，定量识别手性脯氨酸、赖氨酸和丝氨酸的纳米卟啉荧光传感器的制备方法，包括以下步骤：(1)将二氯化镉和N-乙酰-L-半胱氨酸溶于超纯水中，在常温、常压下搅拌15分钟后用氢氧化钠溶液将溶液pH调为8.00，然后充氮气冰浴搅拌20分钟；加入亚碲酸钠，搅拌15分钟；再加入硼氢化钠，搅拌15分钟；最后将此溶液放入反应釜中，在200℃的烘箱中反应50分钟，得到发射波长为641nm的红光CdTe量子点荧光探针；(2)将四-(4-吡啶基)锌卟啉溶于四氢呋喃溶液中，向十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液中加入四-(4-吡啶基)锌卟啉四氢呋喃溶液，常温、常压搅拌10分钟，溶液由浑浊变澄清，反应停止，得到四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液；(3)将四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液加入到CdTe量子点荧光探针中，再加入pH＝4.02的Tris-HCl缓冲溶液，四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液通过电子转移和荧光共振能量转移作用，猝灭量子点荧光，通过特异性结合得到的复合物，提供量子点一个“Turn-off”的状态；(4)将不同浓度范围的D型和L型氨基酸加入步骤(3)得到的量子点荧光适当猝灭的复合物中，量子点荧光恢复，D型和L型氨基酸致使量子点荧光恢复的现象产生明显的差异，实现了在可逆纳米卟啉荧光传感模式下手性氨基酸的识别与定量；从而得到可逆(开-关-开)纳米卟啉荧光传感器。或直接将步骤(3)和(4)合并：将不同浓度范围的D型和L型氨基酸、步骤(2)中合成的四-(4-吡啶基)锌卟啉自组装溶液、PH＝4.02的Tris-HCl缓冲溶液混合，静置5分钟；再加入步骤(1)合成的CdTe量子点，在540-720nm处进行荧光光谱测定，测得其5分钟后的光谱。进一步优选：本专利技术中二氯化镉、N-乙酰-L-半胱氨酸、亚碲酸钠的物质的量的比为：1.0:(1.2～1.5):0.2，一般步骤(1)CdTe量子点荧光探针发射波长为620～640nm；本专利技术步骤(2)中四-(4-吡啶基)锌卟啉与十六烷基三甲基溴化铵在混合溶液中物质的量比为1:(1.3～1.5)；本专利技术中步骤(3)四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球中四-(4-吡啶基)锌卟啉与CdTe量子点溶液的物质的量比为40～42:1；本专利技术中步骤(3)混合溶液中四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球的浓度、CdTe量子点浓度分别为8.0×10-9-1.28×10-7mol/L、5.8×10-9mol/L时，四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球与CdTe量子点的荧光强度成很好的线性关系。进一步优选：本专利技术的可逆纳米卟啉荧光传感器是通过量子点与纳米卟啉特异性结合得到的复合物。吸收波长由641nm红移到649nm，荧光强度由851降至365。本专利技术的可逆纳米卟啉荧光传感器定量识别的D型和L型氨基酸分别为D/L-脯氨酸，D/L-赖氨酸，D/L-丝氨酸。本专利技术的可逆纳米卟啉荧光传感器灵敏度高。CdTe量子点荧光探针的荧光强度随着四-(4-吡啶基)锌卟啉自组装溶液的增加逐渐减弱，甚至可以猝灭到底，本专利技术只要进行了部分淬灭或完全猝灭(优选在直线关系部分范围内)，均能实现步骤(4)的定性定量检测；四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球浓度(1.46×10-9-1.28×10-7mol/L)与CdTe量子点(2.9×10-8mol/L)的荧光强度成很好的线性关系；在一定的范围内识别的D型和L型氨基酸的荧光强度具有线性关系。本专利技术的可逆纳米卟啉荧光传感器定量识别D-/L-脯氨酸、D-/L-赖氨酸和D-/L-丝氨酸能力强。浓度从1.0×10-10mol/L到5.0×10-6mol/L的L-脯氨酸、L-赖氨酸和D-丝氨酸与可逆纳米卟啉传感器结合后荧光强度没有线性关系。D-脯氨酸(1.0×10-9-1.5×10-7mol/L)、D-赖氨酸(1.0×10-9-1.5×10-8mol/L)和L-丝氨酸(1.0×10-9-5.0×10-9mol/L)与可逆纳米卟啉荧光传感器结合后的荧光强度随着氨基酸的浓度增加而增强，并成很好的线性关系。线性相关系数分别可为0.9984、0.9952、0.9931。由于其结合能力强于纳米卟啉与量子点之间的弱的静电作用，再加入CdTe量子点反应一段时间，纳米卟啉与CdTe量子点的结合变弱，荧光恢复。D型和L型氨基酸致使量子点荧光恢复的现象产生明显的差异，实现了在可逆纳米卟啉荧光传感模式下手性氨基酸的识别与定量。从而得到可逆(开-关-开)纳米卟啉荧光传感器；所以步骤(3)和(4)合并和分开能得到相同的效果。本专利技术的可逆纳米卟啉传感器稳定性好。该可逆纳米卟啉荧光传感器在1.0×10-6mol/L离子(KCl、Na2SO4、CaCl2、ZnCl2)、1μg/mL生物基质(人血清白蛋白、牛血清白蛋白、细胞培养液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可逆纳米卟啉荧光传感器识别定量手性氨基酸方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二氯化镉和N‑乙酰‑L‑半胱氨酸溶于超纯水中，在常温、常压下搅拌15分钟后用氢氧化钠溶液将溶液pH调为8.00，然后充氮气冰浴搅拌20分钟；加入亚碲酸钠，搅拌15分钟；再加入硼氢化钠，搅拌15分钟；最后将此溶液放入反应釜中，在200℃的烘箱中反应50分钟，得到发射波长为641nm的红光CdTe量子点荧光探针；(2)将四‑(4‑吡啶基)锌卟啉溶于四氢呋喃溶液中，向十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液中加入四‑(4‑吡啶基)锌卟啉四氢呋喃溶液，常温、常压搅拌10分钟，溶液由浑浊变澄清，反应停止，得到四‑(4‑吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液；(3)将四‑(4‑吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液加入到CdTe量子点荧光探针中，再加入pH＝4.02的Tris‑HCl缓冲溶液，四‑(4‑吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液通过电子转移和荧光共振能量转移作用，猝灭量子点荧光，通过特异性结合得到的复合物，提供量子点一个“Turn‑off”的状态；(4)将不同浓度范围的D型和L型氨基酸加入步骤(3)得到的量子点荧光适当猝灭的复合物中，量子点荧光恢复，D型和L型氨基酸致使量子点荧光恢复的现象产生明显的差异，实现了在可逆纳米卟啉荧光传感模式下手性氨基酸的识别与定量；从而得到可逆(开‑关‑开)纳米卟啉荧光传感器；或直接将步骤(3)和(4)合并：将不同浓度范围的D型和L型氨基酸、步骤(2)中合成的四‑(4‑吡啶基)锌卟啉自组装溶液、PH＝4.02的Tris‑HCl缓冲溶液混合，静置5分钟；再加入步骤(1)合成的CdTe量子点，在540‑720nm处进行荧光光谱测定，测得其5分钟后的光谱。...

【技术特征摘要】
1.一种可逆纳米卟啉荧光传感器识别定量手性氨基酸方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二氯化镉和N-乙酰-L-半胱氨酸溶于超纯水中，在常温、常压下搅拌15分钟后用氢氧化钠溶液将溶液pH调为8.00，然后充氮气冰浴搅拌20分钟；加入亚碲酸钠，搅拌15分钟；再加入硼氢化钠，搅拌15分钟；最后将此溶液放入反应釜中，在200℃的烘箱中反应50分钟，得到发射波长为641nm的红光CdTe量子点荧光探针；(2)将四-(4-吡啶基)锌卟啉溶于四氢呋喃溶液中，向十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液中加入四-(4-吡啶基)锌卟啉四氢呋喃溶液，常温、常压搅拌10分钟，溶液由浑浊变澄清，反应停止，得到四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液；(3)将四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液加入到CdTe量子点荧光探针中，再加入pH＝4.02的Tris-HCl缓冲溶液，四-(4-吡啶基)锌卟啉纳米球自组装溶液通过电子转移和荧光共振能量转移作用，猝灭量子点荧光，通过特异性结合得到的复合物，提供量子点一个“Turn-off”的状态；(4)将不同浓度范围的D型和L型氨基酸加入步骤(3)得到的量子点荧光适当猝灭的复合物中，量子点荧光恢复，D型和L型氨基酸致使量子点荧光恢复的现象产生明显的差异，实现了在可逆纳米卟啉荧光传感模式下手性氨基酸的识别与定量；从而得到可逆(开-关-开)纳米卟啉荧光传感器；或直接将步骤(3)和(4)合并：将不同浓度范围的D型和L型氨基酸、步骤(2)中合成的四-...

【专利技术属性】
技术研发人员：付海燕，胡鸥，杨天鸣，郭晓明，范尧，佘远斌，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42