文章编号： 1671-0460（2015）10-2497-03
Rapid Determination of Dopamine With the Glutathione-coated
CdTe Quantum Dots as a Fluorescent Probe
WANG Huan， LI Fang， CHEN Xiao-ying， YU Si-ying， ZHOU Li-you， LANG Jin-xiao， CHENG Yang-ying
（School of Pharmaceutical and Chemical Engineering， Taizhou University， Zhejiang Taizhou 318000， China）
Abstract： A new fluorescent probe analysis method for determination of dopamine （DA） was developed based on fluorescent quenching function of DA for glutathione-coated CdTe quantum dots. Experimental results show that a good linear relationship between the fluorescent intensity quenching （ΔF） and the concentration of DA can be obtained in the range of 0.06～2.1 μmol/L in the buffer solution of Tris-HCl（pH=7.0）. The calibration equation is ΔF= 165.43cDA + 9.57，with a correlation coefficient（r） 0.998 6 and a detection limit 0.03 μmol/L respectively. The method can be applied to detect DA in injection samples with 4.2% RSD and 95.2%～104.8% addition standard recovery.
Key words： Fluorescent probe； Dopamine； Glutathione； CdTe quantum dots； Fluorescence quenching
多巴胺（Dopamine， DA）是一种神经传导物质，在人体中的含量多少，会直接影响脑部的精神和情绪活动[1]，DA的缺失是帕金森综合症的重要诱因之一[2]。因此，建立快速、准确测定DA的检测技术，对人类健康有着非常重要的作用。目前，多巴胺的检测方法主要有分光光度法[3-5]，流动注射化学发光法[6]，近红外荧光传感法[7]、电化学分析法[8-10]和荧光光度法[11]等。
荧光量子点（quantum dots， QDs）的量子尺寸效应和表面效应，使QDs具有了独特的光学、光化学和催化等性质[12]，在分析检测方面已有了广泛的应用。对于不同的目标物，当QDs的表面化学态结构不同时，会使QDs引起不同的光学或光化学性质的变化，以此来建立不同的荧光传感技术。由于还原型谷胱甘肽（GSH）与DA之间存在较强的作用[13]，因此，本文基于DA与作为QDs表面稳定剂的GSH的相互作用，利用DA对GSH包覆的CdTe QDs （CdTe-GSH QDs）荧光的猝灭效应，建立了一种快速检测样品中DA的新方法。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
Cary Eclipse 荧光分光光谱仪（Varian）；Elix-5+ Milli-QG 超纯水系统（Millipore）；DELTA 320 pH计（梅特勒-特利多仪器（上海）有限公司，配LE438 pH电极）。
CdCl2·2.5H2O、柠檬酸钠、亚碲酸钠、硼氢化钠、GSH、盐酸多巴胺及其它试剂均为分析纯（购自Aladdin）；盐酸多巴胺注射液（武汉远大制药集团，批号：101223）；0.1 mol/L的 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、抗坏血酸（Vc）、葡萄糖（Glucose）、L-半胱氨酸（L-Cys）、L-组氨酸（L-His）及尿素（Urea）等标准溶液，使用时稀释成所需的浓度；水为超纯水。
1.2 实验方法
准确移取50 µL CdTe-GSH QDs于10 mL比色管中，加Tris-HCl缓冲溶液（pH = 7.0）1.0 mL，用纯水定容至10 mL，摇匀后，移取3.0 mL于比色皿中，在λex/λem = 340/567 nm （激发/发射狭缝分别为5/10 nm）条件下，测定溶液的荧光强度。加入不同浓度的DA后，摇匀并静置10 min，测定荧光猝灭值（ΔF），对数据做线性回归。相同条件下加入样品溶液，测定ΔF，根据线性方程计算样品溶液中的DA浓度，同时做加标回收实验。
2 结果与讨论
2.1 CdTe-GSH QDs的合成
参照文献[14]并调整Cd、Te和GSH的比例。准确称取0.48 mmol GSH和0.2 g柠檬酸钠于三口烧瓶中，加水溶解后，再加入 0.40 mmol CdCl2，搅拌下通Ar气保护30 min。依次用注射器向体系中快速注入0.08 mmol Na2TeO3和0.1 g NaHB4溶液，加热至回流反应2.5 h后自然冷却至室温备用。使用前用无水乙醇提纯后重新溶于超纯水中。
2.2 反应时间对CdTe-GSH QDs荧光强度影响
根据实验方法，考察了DA加入1～30 min后，CdTe-GSH QDs荧光强度的变化。结果表明，在5～20 min内，CdTe-GSH QDs荧光强度基本平稳。因此，实验在DA加入5 min后进行测定。
2.3 溶液酸度的影响
按实验方法操作，进一步测定了溶液pH值在6.0～8.5范围内变化时，DA加入后CdTe-GSH QDs荧光强度的变化情况。实验结果显示，pH=7.0时，DA对CdTe-GSH QDs荧光猝灭值最大。实验选定用pH=7.0的Tris-HCl缓冲溶液来控制溶液酸度。
2.4 DA对CdTe-GSH QDs荧光猝灭规律
从图1可看出，在0.1～2.1 µmol/L的浓度范围内，当向CdTe-GSH QDs溶液中加入不同浓度的DA时，随着DA浓度的增加，CdTe-GSH QDs的荧光发射强度呈现规律性降低，从其中的插图可看出，ΔF随DA的浓度增加呈线性增加。
图1 DA对CdTe-GSH QDs荧光猝灭规律
Fig.1 The effect of DA on fluorescence quenching of CdTe-GSH QDs
2.5 标准曲线与检出限
按实验方法配制CdTe-GSH QDs溶液，加入不同体积1.0×10-4 mol/L的DA溶液，并测定相应的ΔF，回归后的线性方程为ΔF = 165.43cDA + 9.57，相关系数（r）为0.998 6，方法检出限为0.03 µmol/L，DA的线性范围为0.06～2.1 µmol/L。
2.6 共存物质的干扰
根据样品中可能存在的共存物质，实验考察了共存物质对DA测定的干扰上限。结果表明，DA浓度为0.1 µmol/L，测量误差±5%的变动范围内，各共存物在浓度（μmol/L）为K（20.0）、Ca（100.0）、Na（100.0）、Mg（10.0）、L-Cys（10.0）、L-His（200.0）、Glucose（100.0）、Urea（100.0）及Vc（20.0）存在时，对DA的测定基本没有影响。
2.7 样品测定
取1支盐酸多巴胺注射液（20 mg/2 mL），配制成DA含量约10-4 mol/L的样品溶液。按实验方法操作，测定3.0 μL 含DA的样品溶液加入后，CdTe-GSH QDs的荧光强度猝灭值。根据线性方程计算溶液中的DA含量，并做加标回收实验，测定结果列于表1。由表1可看出，样品溶液的加标回收率在95.2%～104.8%之间，说明本方法具有较高的准确度。
表1 注射液样品中DA的测定结果
Table 1 Analytical results of DA in injection samples
样品名称测定值/（μmol·L-1）RSD，%置信区间
（P0.95， 5）加标量/（μmol·L-1）回收率，%
DA注射液0.095 0.104 0.096
0.105 0.103 0.0994.20.100 ± 0.0040.1095.2 104.0 96.0
104.8 103.3 98.8
3 结束语
基于DA与GSH之间的相互作用，利用DA对CdTe-GSH QDs荧光的猝灭现象，通过研究CdTe-GSH QDs猝灭时间、溶液酸度变化和共存物质的影响，优化了实验条件，建立了CdTe-GSH QDs荧光探针快速测定DA的新方法。本方法用于注射液样品溶液中DA的测定，操作简便速度快，检出限达到30.0 nmol/L，常规共存物质基本不干扰测定，方法具有较好的选择性和较高的准确度。
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（a） 120 s （b） 434 s
图5 环境温度为0 ℃时上部泄漏CH4浓度分布图
Fig.5 CH4 Concentration distribution in upper leakage when the environment temperature is 0 ℃
（a） 120 s （b） 434 s
图6 环境温度为15 ℃时上部泄漏CH4浓度分布图
Fig.6 CH4 Concentration distribution in upper leakage when the environment temperature is 15 ℃
（a） 120 s （b） 434 s
图7 环境温度为30 ℃时上部泄漏CH4浓度分布图
Fig.7 CH4 Concentration distribution in upper leakage when the environment temperature is 30 ℃
3 结 论
改变泄漏孔径可以发现，天然气危险区域随着泄漏孔径的增加而变大，并且当泄漏管段两端阀门关闭以后，泄漏孔径越大，泄漏时间越短，关闭泄漏管段两端阀门以后，气体扩散危害范围逐渐变小；改变环境温度时，当环境温度升高，天然气在空气中扩散的高度增加，在地面处危险区域也增加。
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