[发明专利]一种用双功能量子点传感体系测定乙酰胆碱酯酶活性的方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种用于乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AChE)活性测定的双功能量子点传感体系，属于分析化学领域。

背景技术

乙酰胆碱酯酶可以催化神经递质乙酰胆碱(actylcholine)水解产生胆碱和氢离子，而乙酰胆碱负责传导胆碱能冲动，因而乙酰胆碱酯酶在体内的主要功能表现在中止分布在不同的胆碱能神经末端与其对应的效应靶器官和突触后位点的乙酰胆碱的作用，乙酰胆碱酯酶的存在可以有效地保证神经传导。许多重要的农药及其它有毒有害化合物都是通过抑制乙酰胆碱酯酶的催化活性的原理进行设计的，尽管这些化合物在社会生产活动中发挥了巨大的作用，但是由于这类化合物同样可以造成体内神经递质乙酰胆碱大量堆积，对机体造成伤害，进而引起死亡。因为此类化合物对人类的公共安全形成了巨大的威胁，基于乙酰胆碱酯酶催化活性的测定方法可以很好地应用于这类化合物的检出，因而有关乙酰胆碱酯酶催化活性的测定方法一直是分析化学领域的研究热点之一，传感领域的最新技术进展都在第一时间被应用于有机磷化合物的高效灵敏检测。

上世纪末，随着纳米技术的迅猛发展，II—IV族纳米材料量子点(quantum dot，QD)独特材料逐渐被发现，使得量子点被广泛应用于在传感和成像领域，基于量子点的可测定乙酰胆碱酯酶催化活性的传感体系同样也成为传感领域的一个研究热点。在这样的传感体系中，所使用的底物通常为硫代乙酰胆碱(acetylcholine，ATCh)，由于乙酰胆碱酯酶催化硫代乙酰胆碱生成硫胆碱(thiocholine，TCh)和乙酸，因此大部分的基于量子点的传感体系都是围绕检测着硫胆碱或乙酸所带的氢离子进行方案设计。如针对硫胆碱，已公开的许多电化学原理的量子点传感体系都是通过硫胆碱的巯基基团开展相关研究工作的，2009年我们曾在出版物公开了一种基于量子点的荧光猝灭型的传感体系实现了对乙酰胆碱酯酶催化活性的灵敏测定，对乙酰胆碱酯酶催化活性的检测限达到了0.002units mL^-1；类似的工作还有Zheng等通过层层组装技术，借助高分子材料，将量子点与乙酰胆碱酯酶组装成纳米结构，测定硫胆碱对体系的发光猝灭，同样测定了乙酰胆碱酯酶的催化活性。针对另一产物，乙酸所释放的氢离子的检测主要是通过检测体系pH的变化来设计传感体系的，如Buiculescu等合成了对pH敏感的CdTe量子点，设计了高灵敏的检测体系，Sun等将对pH敏感的CdTe量子点固化成单分子膜，同样可以反应乙酰胆碱酯酶的催化活性。

已公开的这些研究工作都较好地将量子点的材料学特性应用于乙酰胆碱酯酶催化活性的测定中，但目前所公开的工作中所合成的量子点均是基于对单一产物的响应进行设计和合成的，由于这些方法都只利用了一种产物进行响应，因此无法在现有检测能力水平上进行突破，不利于充分发挥量子点的材料特性，因而灵敏性提升空间有限；此外，这些方法都需要将AChE通过共价键合或物理吸附的方法偶联到QD分子表面，因而反应步骤较为复杂，操作较为繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以可同时对乙酰胆碱酯酶催化体系中的两种反应底物硫胆碱和氢离子同时产生灵敏响应的量子点为核心，可高灵敏检测神经毒剂的测定方法；本发明在传感体系的设计思想上进行了突破，设计了对硫胆碱和氢离子两种反应产物进行同时响应的量子点；并且，该种量子点合成过程中，仅改变Cd²⁺与TGA的摩尔比关系即可实现，其它反应条件与已公开的量子点合成方法基本一致，因此简便易行；在实际测定中，该双功能量子点在单独对两种反应产物的响应方面均优于传统方法合成的量子点，因此二者叠加后对检测灵敏度有明显提升，实验结果表明，基于本研究发明的双功能量子点，可实现对乙酰胆碱酯酶的催化活性的更高灵敏响应。