基于纳米材料光学性质调控的丁酰胆碱酯酶检测方法研究
发布时间：2022-02-08 18:40
丁酰胆碱酯酶（BChE）是一种非特异性的胆碱酯酶,主要存在于肝脏及血清中,能够水解多种胆碱物质,BChE对于生物体机能的正常运行具有重要作用,其在血清的含量经常用于多种肝脏类疾病的临床诊断指标。临床上比较常用的BChE检测方法是Ellman法,具有灵敏度较高、分析速度快的优点,但是其抗干扰能力较低,检测结果易受到生物体内巯基分子的影响。各国科学家开发了多种策略替代Ellman法,然而均不同程度的存在着过于依赖大型仪器、灵敏度低、分析速度慢以及检测试剂昂贵等问题。本文提出几种基于纳米材料的BChE检测方法,通过对纳米材料的光学性能调控,实现BChE的特异性识别与灵敏信号输出,实现了对BChE的定量检测,研究了检测方法的抗干扰能力、实际样品检测以及临床应用的可能性。主要研究内容及结果如下:（1）以硫量子点（SQDs）为荧光分子,以盐酸多巴胺（DA）聚合而成的聚多巴胺（PDA）为荧光淬灭剂,利用PDA对SQDs的荧光内滤作用,建立了BChE的荧光检测方法。丁酰胆碱被BChE水解生成胆碱,胆碱的还原性质抑制DA聚合生成PDA的过程,从而抑制了PDA对SQDs的内滤作用,进一步以加入BChE前后...
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于PDA-SQDs对BChE的检测过程示意图
河北大学硕士学位论文11表2-2干扰物种类及浓度（续）干扰物浓度Histidine(His)50μMGlutamicacid(Gla)50μMGlutamine(Gln）50μMCysteine(Cys)250μM2.3结果与讨论2.3.1PDA的合成及表征PDA是通过DA在碱性条件下自聚合而成的，为了研究DA的自聚合和聚合停止条件，对不同的样品进行了紫外光谱的收集，结果如图2-2所示。从图中可以看出，在不加入缓冲溶液前，DA的紫外区几乎不存在吸收，当加入pH值为8.5的Tris后，DA在碱性条件下自聚合，体现出了较高的吸收，说明DA在酸性条件下不会发生聚合现象。除此之外，探究了HCl对于聚合过程的抑制作用，从紫外光谱中可以看出，加入HCl后，聚合程度明显降低，说明了HCl对于DA的聚合有抑制作用，HCl可以用来停止DA的聚合过程。图2-2（a）DA在有无缓冲溶液存在下的紫外吸收光谱图（b）HCl的加入对DA聚合的影响Figure2-2(a)UVspectraofDAinthepresenceandabsenceofTrisbuffer(b)TheinfluenceofHClforthepolymerizationofDA对不同浓度的DA的聚合进行了探究，收集了不同浓度DA自聚合时的红外光谱和紫外光谱，如图2-3所示，随着DA浓度的增加，紫外吸收值逐渐增加，说明PDA的量随DA浓度的变化而变化。但是，红外吸收峰的位置不发生移动，证明虽然合成的PDA的量不同，但是其结构相同，说明不同DA浓度聚合生成的是同一种物质。
第二章基于PDA对SQDs内滤效应的BChE活性的检测方法12图2-3（a）不同浓度DA聚合的紫外光谱（b）不同浓度DA聚合的红外光谱Figure2-3(a)UVspectraofDApolymerizationatdifferentconcentrations(b)FT-IRspectraofDApolymerizationatdifferentconcentrations2.3.2检测平台的设计DA在氧化环境和碱性条件下自身聚合为PDA，而PDA的紫外吸收峰与SQDs的发射峰之间有一个很宽的重叠部分，如图2-4所示。所以，当二者之间的距离很近时，会出现PDA对SQDs的内滤效应，最终导致SQDs的荧光淬灭，因此，将DA和SQDs在缓冲溶液（pH=8.5）存在条件下混合，可以使体系的荧光淬灭。图2-4聚多巴胺（PDA）的紫外光谱图和硫量子点（SQDs）的荧光光谱图Figure2-4UVspectraofPDAandFLspectraofSQDs将BTCh和BChE加入到体系中，两者的水解产物TCh是还原性物质而另一种产物丁酸是酸性的，这两种产物都是可以抑制DA的聚合的，随着BChE量的增加，DA聚合程度降低，从而PDA的生成量减少，对SQDs的抑制程度降低，此时，加入BChE前后的体系的荧光强度不同，以荧光强度比值作为定量检测BChE的依据。整个荧光淬灭及检测过程的荧光光谱图如图2-5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙酰胆碱酯酶催化硫代乙酰胆碱水解反应的量子化学研究[J]. 王沁泌,蒋华良,陈凯先,顾健德,唐,陈建忠,嵇汝运. 高等学校化学学报. 1998(02)
[2]人脑和人血清胆碱酯酶三维结构的计算机模拟研究[J]. 李松,焦克芳. 生物化学与生物物理学报. 1995(04)
本文编号：3615556
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于PDA-SQDs对BChE的检测过程示意图
河北大学硕士学位论文11表2-2干扰物种类及浓度（续）干扰物浓度Histidine(His)50μMGlutamicacid(Gla)50μMGlutamine(Gln）50μMCysteine(Cys)250μM2.3结果与讨论2.3.1PDA的合成及表征PDA是通过DA在碱性条件下自聚合而成的，为了研究DA的自聚合和聚合停止条件，对不同的样品进行了紫外光谱的收集，结果如图2-2所示。从图中可以看出，在不加入缓冲溶液前，DA的紫外区几乎不存在吸收，当加入pH值为8.5的Tris后，DA在碱性条件下自聚合，体现出了较高的吸收，说明DA在酸性条件下不会发生聚合现象。除此之外，探究了HCl对于聚合过程的抑制作用，从紫外光谱中可以看出，加入HCl后，聚合程度明显降低，说明了HCl对于DA的聚合有抑制作用，HCl可以用来停止DA的聚合过程。图2-2（a）DA在有无缓冲溶液存在下的紫外吸收光谱图（b）HCl的加入对DA聚合的影响Figure2-2(a)UVspectraofDAinthepresenceandabsenceofTrisbuffer(b)TheinfluenceofHClforthepolymerizationofDA对不同浓度的DA的聚合进行了探究，收集了不同浓度DA自聚合时的红外光谱和紫外光谱，如图2-3所示，随着DA浓度的增加，紫外吸收值逐渐增加，说明PDA的量随DA浓度的变化而变化。但是，红外吸收峰的位置不发生移动，证明虽然合成的PDA的量不同，但是其结构相同，说明不同DA浓度聚合生成的是同一种物质。
第二章基于PDA对SQDs内滤效应的BChE活性的检测方法12图2-3（a）不同浓度DA聚合的紫外光谱（b）不同浓度DA聚合的红外光谱Figure2-3(a)UVspectraofDApolymerizationatdifferentconcentrations(b)FT-IRspectraofDApolymerizationatdifferentconcentrations2.3.2检测平台的设计DA在氧化环境和碱性条件下自身聚合为PDA，而PDA的紫外吸收峰与SQDs的发射峰之间有一个很宽的重叠部分，如图2-4所示。所以，当二者之间的距离很近时，会出现PDA对SQDs的内滤效应，最终导致SQDs的荧光淬灭，因此，将DA和SQDs在缓冲溶液（pH=8.5）存在条件下混合，可以使体系的荧光淬灭。图2-4聚多巴胺（PDA）的紫外光谱图和硫量子点（SQDs）的荧光光谱图Figure2-4UVspectraofPDAandFLspectraofSQDs将BTCh和BChE加入到体系中，两者的水解产物TCh是还原性物质而另一种产物丁酸是酸性的，这两种产物都是可以抑制DA的聚合的，随着BChE量的增加，DA聚合程度降低，从而PDA的生成量减少，对SQDs的抑制程度降低，此时，加入BChE前后的体系的荧光强度不同，以荧光强度比值作为定量检测BChE的依据。整个荧光淬灭及检测过程的荧光光谱图如图2-5所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙酰胆碱酯酶催化硫代乙酰胆碱水解反应的量子化学研究[J]. 王沁泌,蒋华良,陈凯先,顾健德,唐,陈建忠,嵇汝运. 高等学校化学学报. 1998(02)
[2]人脑和人血清胆碱酯酶三维结构的计算机模拟研究[J]. 李松,焦克芳. 生物化学与生物物理学报. 1995(04)
本文编号：3615556
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