硫化鋅摻錳量子點(diǎn)磷光探針?lè)焖贆z測(cè)牛奶中的三聚氰胺

李 芳，余思瑩，尹王梅，陳曉英，周李佑，王星蝶，王歡（臺(tái)州學(xué)院 醫(yī)藥化工學(xué)院， 浙江 椒江 318000）

硫化鋅摻錳量子點(diǎn)磷光探針?lè)焖贆z測(cè)牛奶中的三聚氰胺

李 芳，余思瑩，尹王梅，陳曉英，周李佑，王星蝶，王歡
（臺(tái)州學(xué)院 醫(yī)藥化工學(xué)院， 浙江 椒江 318000）

基于三聚氰胺(MA)對(duì)谷胱甘肽(還原型)包覆的硫化鋅摻錳量子點(diǎn)磷光的猝滅作用，建立了快速測(cè)定牛奶中MA的磷光探針?lè)?。?shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在中性溶液中，MA濃度在8.0～70.0 nmol/L范圍內(nèi)，磷光量子點(diǎn)強(qiáng)度的猝滅值(ΔPL)與MA的濃度呈線性關(guān)系，線性方程為ΔPL=1.59cMA+15.17，相關(guān)系數(shù)(r)為0.996 5，方法檢出限4.0 nmol/L。將本方法用于牛奶加標(biāo)樣品中MA的分析，RSD為3.26%，MA的平均回收率為90.05%～98.08%。

磷光探針；三聚氰胺；硫化鋅摻錳量子點(diǎn)；磷光猝滅

三聚氰胺(Melamine，MA)是一種用途廣泛的有機(jī)化工原料和中間體，主要用于生產(chǎn)樹(shù)脂、塑料、黏合劑和阻燃劑等物質(zhì)[1,2]，若長(zhǎng)期或反復(fù)大量攝入導(dǎo)致腎與膀胱結(jié)石的產(chǎn)生[3]。目前，MA的測(cè)定方法除了通用的高效液相色譜法[4]、液-質(zhì)聯(lián)用法[5]和氣-質(zhì)聯(lián)用法[6]外，還有比色法[7]、電化學(xué)發(fā)光法[8]和拉曼光譜法[9]等。但由于樣品前處理繁瑣、費(fèi)時(shí)，所用試劑毒性大，因此不適合MA的快速測(cè)定。所以，建立乳品中MA的快速、準(zhǔn)確的測(cè)定方法意義重大。

量子點(diǎn)(quantum dots, QDs)是粒徑小于或接近激子波爾半徑的半導(dǎo)體納米晶，由于它具有量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)等，因此，QDs表現(xiàn)獨(dú)特的光學(xué)、光化學(xué)和催化等性質(zhì)[10]。相對(duì)于熒光量子點(diǎn)而言，Mn:ZnS QDs的磷光壽命要比熒光長(zhǎng)，在進(jìn)行磷光檢測(cè)時(shí)可以避免樣品基體熒光和散射光的干擾，選擇性會(huì)得到進(jìn)一步的增強(qiáng)[11]。

本文利用MA對(duì)谷胱甘肽(GSH,還原型)包覆的Mn:ZnS QDs磷光(PL)的猝滅作用，建立了一種相對(duì)簡(jiǎn)便快速的檢測(cè)奶制品中三聚氰胺的新方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

Cary Eclipse 熒光分光光譜儀(Varian)；

Elix-5+Milli-QG 超純水系統(tǒng)(Millipore)；

FA10004A 電子天平(上海精天電子儀器有限公司)。

MA及其它試劑均為分析純(Aladdin)；伊利牛奶(市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi))；0.1 mol/L的 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、抗壞血酸(Vc)等標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用時(shí)稀釋成所需的濃度；水為超純水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確移取Mn:ZnS QDs 0.05 mL于10 mL的比色管中，用純水稀釋定容至刻度線后，再準(zhǔn)確移取3.0 mL至比色皿中，測(cè)定磷光強(qiáng)度(PL)，向其中加入不同濃度的MA并反應(yīng)5 min后，在λex/λem為320/595 nm(激發(fā)/發(fā)射狹縫為10/20 nm)條件下，再次測(cè)定PL，計(jì)算溶液的磷光猝滅值(ΔPL)，對(duì)數(shù)據(jù)做標(biāo)準(zhǔn)曲線得到線性回歸方程。同樣條件下，測(cè)定牛奶樣品對(duì) QDs的 ΔPL，根據(jù)線性方程，計(jì)算出MA含量及加標(biāo)回收率。

2 結(jié)果與討論

2.1 Mn:ZnS QDs的合成

參照文獻(xiàn)[12]，稱(chēng)取1.0 mmol ZnSO4?7H2O和GSH于100 mL四口燒瓶中，加水溶解，再加入0.03 mol MnCl2，用NaOH溶液調(diào)pH至9，通氬氣保護(hù)30 min，快速注入1.0 mmol的Na2S，緩慢加熱到50 ℃，關(guān)氬氣，敞口反應(yīng)2 h。

2.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)Mn:ZnS QDs磷光強(qiáng)度的影響

按實(shí)驗(yàn)方法操作，考察了MA加入1～30 min后，Mn:ZnS QDs磷光強(qiáng)度的變化。結(jié)果顯示，在5～15 min內(nèi)，Mn:ZnS QDs磷光強(qiáng)度基本平穩(wěn)，所以，磷光強(qiáng)度測(cè)定在MA加入5 min后進(jìn)行。

2.3 MA對(duì)Mn:ZnS QDs的磷光猝滅規(guī)律

在實(shí)驗(yàn)操作條件下，向Mn:ZnS QDs溶液中加入不同濃度的MA，分別掃描溶液的磷光發(fā)射光譜，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，在10～70 nmol/L的濃度范圍內(nèi)，隨著MA的加入，Mn:ZnS QDs的磷光強(qiáng)度呈規(guī)律性的下降，ΔPL隨MA的濃度增加呈線性增加(圖1中的插圖為MA的標(biāo)準(zhǔn)曲線)。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

按實(shí)驗(yàn)方法配制Mn:ZnS QDs溶液，依次以3.0 μL的增量加入1.0×10-5mol/L的MA溶液，并測(cè)定加入MA后溶液的ΔPL，對(duì)數(shù)據(jù)做線性回歸，回歸方程為ΔPL=1.59cMA+15.17，相關(guān)系數(shù)(r)為0.9965。測(cè)定11個(gè)空白溶液的磷光強(qiáng)度，并以3σn-1計(jì)算，本方法的檢出限 4.0 nmol/L，線性范圍為 8.0～70 nmol/L。

2.5 磷光探針的選擇性與共存物質(zhì)的干擾

2.5.1 Mn:ZnS QDs的選擇性

為評(píng)價(jià)磷光探針測(cè)定MA時(shí)的選擇性，實(shí)驗(yàn)考察了探針對(duì)純牛奶中可能存在的一些常見(jiàn)物質(zhì)的響應(yīng)，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，在濃度均為10.0 nmol/L時(shí)，Mn:ZnS QDs對(duì)MA的磷光響應(yīng)明顯地優(yōu)于其它組分。

2.5.2 共存物質(zhì)的干擾

實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步考察了牛奶中各共存物質(zhì)對(duì)MA測(cè)定的干擾。結(jié)果表明，MA濃度為10.0 nmol/L，測(cè)量誤差±5%時(shí)，各組份在濃度(μmol/L)為K(120.0)、Ca(0.1)、Na(30.0)、Mg(2.0)及 Vc(15.0)存在時(shí)，對(duì)MA的測(cè)定基本沒(méi)有影響。

2.6 樣品測(cè)定

移取1.0×10-4mol/L的MA，用稀釋后的伊力牛奶定容，配成含1.0×10-5mol/L MA的加標(biāo)牛奶樣品。按照實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定樣品加入后Mn:ZnS QDs的ΔPL，并根據(jù)線性方程計(jì)算溶液中的MA含量，結(jié)果列于表2，樣品加標(biāo)回收率90.05%～98.08%，說(shuō)明本方法具有較高的準(zhǔn)確度。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù) MA對(duì)谷胱甘肽包覆的 Mn:ZnS QDs磷光的猝滅現(xiàn)象，通過(guò)研究MA與Mn:ZnS QDs作用時(shí)間、MA對(duì) Mn:ZnS QDs磷光的猝滅規(guī)律、Mn:ZnS QDs對(duì)共存物質(zhì)響應(yīng)的選擇性，建立了以Mn:ZnS QDs為磷光探針測(cè)定牛奶樣品中MA的新方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法操作簡(jiǎn)便，檢出限低，具有較高的準(zhǔn)確度和較好的選擇性。

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Rapid Detection of Melamine in Milk With the Glutathione-coated Mn-doped ZnS Quantum Dots As a Phosphorescent Probe

LI Fang,YU Si-ying,YIN Wang-mei,CHEN Xiao-ying,ZHOU Li-you,WANGXing-die,WANG Huan
(School of Pharmaceutical and Chemical Engineering, Taizhou University, Zhejiang Jiaojiang 318000, China)

A new phosphorescent sensor method for determination of melamine in milk was developed based on phosphorescent quenching of glutathione-coated Mn-doped ZnS quantum dots (Mn:ZnS QDs) by MA. Experimental results show that a good linear relationship between the phosphorescent intensity quenched(ΔPL) and the concentration of MA can be obtained at the range of 8.0～70.0 nmol/L in the aqueous media with a detection limit 4.0 nmol/L. The calibration equation is ΔPL= 1.59cMA+ 15.17 with a correlation coefficient(r) 0.9965. The method has been used to determine MA in spiked samples of milk with 3.26% RSD, and the spiked recovery is in the range of 90.05%～98.08%.

Phosphorescent probe; MA; Mn:ZnS QDs; Phosphorescence quenching

O 657.39

： A

： 1671-0460（2015）05-1185-03

浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目號(hào)：2013C37052；國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目號(hào)：201410350017；臺(tái)州市科技計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目號(hào)：131KY08；浙江省大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目(新苗計(jì)劃)，項(xiàng)目號(hào)：2013R428020。

2015-02-01

李芳(1963-)，女，山西大同人，副教授，主要從事無(wú)機(jī)化學(xué)科研與教學(xué)工作。Email:tzclifang@tzc.edu.cn。