通过荧光强度对可卡因的检测

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所属分类:诊断知识
摘要

通过荧光强度的变化可实现对可卡因的高灵敏、高选择性检测。

通过荧光强度对可卡因的检测

前对于可卡因的检测主要采用气相色谱/质谱(GC/MS)和液相色谱/质谱(LC/MS)等大型仪器。虽然能够实现对可卡因检测,但大多需要专业人员操作且耗时较长,因此开发一种简便、高效且可靠的可卡因检测方法成为研究的热点。其中,基于荧光探针的检测手段由于具有高效、灵敏及便捷等优势而备受关注,但传统的荧光探针面临聚集导致发光猝灭(ACQ)的难题,即这类分子在溶液中发光非常强,一旦聚集或在固体中发光显著减弱,非常不利于实际应用。

聚集诱导发光(AIE)可从根本上解决ACQ的难题,是设计荧光传感材料和显像剂的理想选择。AIE是我们团队提出的一个科学概念,是指在溶液状态不发光或者发光微弱的分子聚集后或在固态下发光显著增强的现象,但利用AIE探针对非法药物的检测鲜见报道。本文基于AIE探针分子开展了对非法药物可卡因的检测研究,同时为进一步提高检测的灵敏度和选择性,引入适配体与外切酶I。

适配体是一种通过体外指数富集技术(SELEX)合成的具有特定序列的寡聚核苷酸,可以与特定的靶标物进行高选择性和高特异性结合,形成特殊的三级结构.由于这些独特的功能,使适配体在生物传感器的开发中具有巨大的潜力。核酸外切酶I(ExoI)作为一种特殊的核酸酶,能够从末端或内部裂解核酸核苷酸之间的磷酸二酯键,将单链DNA分解成磷酸和单个核苷酸,而ExoI对双链DNA或是特殊三维结构的DNA没有效果。基于ExoI优异的选择性,目前其已经被应用到小分子、蛋白质和无机盐离子的检测中。

为了验证该传感器可以对实际样品中的可卡因进行检测,选择实际尿液作为检测对象,在相同条件下,将实际尿液进行稀释,向其中掺入不同浓度的可卡因进行荧光光谱测试。随着可卡因掺入量的增加,荧光强度不断增强。在一定范围内呈现线性增强,通过计算得到最低检出限为1.0微摩尔每升。为了验证该荧光传感器在实际样品中同样具有很好的选择性,对其它的非法药物进行了选择性检测,发现只有在可卡因存在下其荧光强度才能增强,证实该传感器具有在实际样品中检测可卡因的潜在应用价值。

值得指出的是,与传统的荧光探针分子相比,本文采用的AIE探针具有绝对的优势。在相同的条件下,选取了2种常用的荧光探针分子罗丹明B与Y啶橙进行适配体滴定的荧光测试.结果表明,TPE-TTA在极微量的适配体存在下即可以引起较大的荧光变化,而其它探针分子基本没有响应。另外,与可卡因检测试剂盒相比,本文的检测方法与其具有类似的检出限且具有很好的选择性;而与应用较为广泛的仪器分析及电化学传感相比,该荧光传感器在保证较低检出限的前提下可以有效地避免大型仪器不利于即时检测及价格昂贵的问题,同时还避免了电化学传感中时间稳定性差导致的频繁校准和电极结垢问题。上述结果说明,AIE探针及检测手段具有较大的商业化应用潜力。

综上所述,本文开发了一种基于AIE分子/适配体/外切酶I体系的检测手段,通过荧光强度的变化可实现对可卡因的高灵敏、高选择性检测。该体系不仅能在缓冲溶液中,而且能在尿液中实现对可卡因的检测,其检测限可分别低至0.66和1.0微摩尔每升,且不受其它非法药物的干扰。与其它检测方法相比,这种荧光传感器大大节省了实际样品前处理的时间,为现场快速检测可卡因提供了依据。同时该传感器设备简易,操作简单,具有实现小型化检测的潜质。(摘自高等学校化学学报202003)