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解决方案 | XH-300A 基于超分子Mg2þ-三磷酸腺苷-精氨酸三元体系的超声辅助合成三磷酸腺苷封端的锰掺杂ZnS量子点用于选择性室温磷光检测尿液中的精氨酸和甲基化的精氨酸

发布时间:
2021/08/17 15:21
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     基于超分子Mg2þ-三磷酸腺苷-精氨酸三元体系的超声辅助合成三磷酸腺苷封端的锰掺杂ZnS量子点用于选择性室温磷光检测尿液中的精氨酸和甲基化的精氨酸
 
 
 
简介
    精氨酸是生物系统中的一个重要组成部分,不仅是一氧化氮的前体,也是蛋白质、尿素、脯氨酸、多胺、谷氨酸、琼脂的前体。和肌氨酸[1]。精氨酸甲基化反应的主要产物是NG,NG-二甲基精氨酸(ADMA)和NG,NG0-二甲基精氨酸(SDMA),这些甲基化的精氨酸在蛋白质周转和分解过程中被释放出来[1]。随着人类发现新的精氨酸分解和合成途径,人们越来越认识到,精氨酸是成年人类的一种条件性必需氨基酸,特别是在创伤或疾病的情况下[2]。由于精氨酸在生物学上的重要性,人们开发了相当多的方法来测定生物液体中的精氨酸和甲基化精氨酸,这些方法基于高效液相色谱法[3]、毛细管电泳法[4]、酶学终点分析法[5]、薄层色谱法[6]、氨基酸分析仪[7]、离子交换纸色谱法[8]、高温纸色谱法[9]和伏安法[10]。即使如此,一种简单、高选择性、高灵敏度、瞬时反应的检测精氨酸和甲基化精氨酸的方法仍是迫切的、新出现的挑战。由于荧光探针在灵敏度和便利性方面比其他方法有明显的优势,因此光致发光光谱法是检测精氨酸和甲基化精氨酸的首选技术。Miura等人[11]报道了有机染料作为光致发光探针的应用,用于高度精确地检测精氨酸。量子点(QDs)比有机染料具有独特的优势,如巨大的光稳定性、高的光致发光效率、随尺寸变化的发射波长、宽广的辐射和清晰的发射图,因此QDs已被广泛用于生物分析[12-17]。然而,据我们所知,到目前为止,还没有关于利用功能化QDs检测精氨酸和甲基化精氨酸的工作报告。我们研究了Mg2þ和精氨酸与三磷酸腺苷(ATP)的超分子相互作用,以了解精氨酸和Mg2þ在分子水平上对ATP裂解机制的确切功能。ATP的水解是由精氨酸和Mg2 þ催化的,Mg2 þ参与催化机制,作为ATP的结合点或作为辅助因子。在复杂的生物系统中,基于Mg2 þ-ATP-精氨酸的ATP水解的选择性非酶催化作用三元系统的ATP水解的非酶催化作用得到了极大的关注[18-24]。在此,我们展示了超声波辅助合成的ATP封尾的Mn-掺杂ZnS QDs,通过利用Mn-掺杂ZnS QDs出色的光学特性和Mg2 þ -ATP-精氨酸三元体系对精氨酸的精确识别,快速、选择性和灵敏地检测精氨酸。超声波方法被用于合成ATP封端的QDs,因为它具有快速、简单、低成本和高效的优点[25]。掺锰的ZnS QDs被用作光致发光探针,因为其毒性低,磷光寿命长,可以有适当的延迟时间来避免任何背地荧光发射和散射光的干扰[26-28]。在合成功能性QDs时选择ATP作为封盖配体,为合理控制Mn掺杂的ZnS QDs特性提供了强有力的手段。ATP可以使Mn掺杂的ZnS QDs稳定地防止聚集和水溶性,并保留所需的核苷酸结构以专门结合到其目标[29]。在有Mg2þ存在的情况下,ATP封顶的Mn-doped ZnS QDs与精氨酸的特定结合导致QDs的磷光的高度选择性淬灭,允许选择性地检测精氨酸,检测极限为0.23 mM。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

 
结论
     综上所述,我们报告了一种超声波辅助合成的ATP封尾的Mn-doped ZnS QDs,用于选择性地检测精氨酸和甲基化精氨酸,其依据是Mg2þ-ATP-精氨酸三元系统的识别性质与Mn-doped ZnS QDs的磷光特性相结合。所开发的探针具有良好的选择性和重现性,并且检测限低。由于有效地消除了散射光和自发荧光的干扰,开发的磷光探针有利于生物应用。