一种基于IFE的黑磷量子点BPQDs荧光探针检测β-Gal的原理(一文介绍)

我们开发了 一个基于 IFE 的 BPQDs 荧光传感器， 用 于 β-Gal 的简便和高灵敏检测。 在该传感器系统中 ， BPQDs 和 PNP 分别被选为荧光供体和荧光吸收剂。

如图1 a所示， 水解产物 PNP 的吸收峰（ 405 nm） 在 370-450 nm 范围内 具有强吸收， 这与 BPQDs 的激发和发射光谱发生了 **地重叠。 显然， 由 于 PNP 可以屏蔽来自 BPQDs 的激发光和发射光， BPQDs 的荧光强度可以被**地猝灭， 这表明 BPQDs 和 PNP 之间发生了 IFE。基于上述 IFE 机理， 还记录了 具有不同 β-Gal浓度的反应体系的 UV-Vis。 如图1b 所示， 在 310 和 405 nm 处的吸收分别逐渐降低和增加。 同时， 反应溶液的颜色明 显从无色变为黄色（ 图1c） 。 因此，基于 BPQDs 的荧光法能够成功地用 于 β-Gal 的检测。 我们又通过时间分辨荧光光谱法进一步验证此反应体系中 的荧光猝灭机理。 如图 3.2d 所示， 在不存在和存在 PNP 的情况下， BPQDs 的荧光衰减曲 线显示出 高度一致性。 此外， IFE 被认为对荧光团的激发寿命没有影响， 因 此进一步证明 此反应体系的机理是 IFE。

图1

一、BPQDs 荧光探针检测 β-Gal 的实验条件优化

为了 提高 BPQDs 荧光传感器的检测灵敏度， 我们系统优化了 反应体系的反应温度， 反应时间和 PNP 浓度。 我们**考察温度对检测系统的影响， 由 图 3.4a

所示我们分别测定了 反应体系在 27 ℃、 37 ℃和 47 ℃下的检测效果， 可知 37 ℃时检测效果佳。 图 2b 为反应体系在不同反应时间的检测结果， 当 40 min 时可认为反应体系已经充分反应。 图2c 为 BPQDs 溶液在相同反应条件下， 加入不同浓度 PNP 时的猝灭效果。 上述结果表明 温度 37 ℃、 反应时间 40 min 和 PNP浓度（ 150 μM） 为佳反应条件。

图2

二、BPQDs 荧光探针用 于 β-Gal 的活性检测分析

在实验条件下， 加入不同浓度的 β-Gal 后记录混合溶液的荧光强度。 如图 3a 所示， BPQDs 溶液的荧光强度随着 β-Gal 浓度的增加逐渐降低， 在 5-30 U/L的范围内 获得相对荧光强度和 β-Gal 浓度之间的良好线性关系（ 图 3b）。 结果分析得出 β-Gal 检测限低至 0.76 U/L（ S/N=3）。

图3

三、BPQDs 荧光探针用 于 β-Gal 的**剂探究分析

我们提出 的荧光传感测定法又对酶**剂的效率进行了 评估。 D-半乳醛作为常见的 β-Gal **剂用 于**测定。 随着 D-半乳醛的加入， PNPG 的水解受到限

制， 这导致 BPQDs 溶液的荧光恢复。 图 4a 显示了 随着加入的**剂的浓度的增加反应体系荧光**恢复。 方程式如下：

图4

四、BPQDs 荧光探针用 于血清中 β-Gal 的活性检测分析

为了 评估所提出 的荧光检测方法在实际样品中 的可行性， 我们使用 上述所开发的荧光传感器平台 检测人血清中 的 β-Gal。 **我们先考察了 血清对 BPQDs

荧光的影响。 如图 5 所示， BPQDs 在血清和在 PBS 溶液中 的荧光强度保持高度 一 致 ， 结 果 表 明 血 清 对 基 于 B P Q D s 的 荧 光 探 针 几 乎 不 存 在 影 响 。

图5

然后通过标准加入方法来检验血清中 的 β-Gal 活性， 其中 获得的检测结果显示在下表 中 。 我们通过测定这些血清样品中 β-Gal 的平均回 收率来评估方法的

准确性， 发现ꞵ-Gal 的回 收率在 99-103％ 的范围内 并且相对标准偏差（ RSD） 显示小于 3.6％ 。 这些结果表明， 所提出 的荧光方法在实际样品 中 具有潜在的 β-Gal检测应用 。

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