基于鞣质的碳量子点荧光探针测定西咪替丁的研究_祝佳宁.pdf

第 1 期第 53 卷药品纯度厂商鞣花酸分析纯福州飞净生物科技高纯水分析纯超纯水机制备氢氧化钠分析纯科隆化学品有限公司西咪替丁片-上海信谊天平药业有限公司西咪替丁标准品分析纯麦克林试剂网基金资助：国家级大学生创新创业训练计划资助项目（202110859014）作者简介：祝佳宁（2001），女，汉族，山西大同人，本科生，天津天狮学院医学院，研究方向：药物分析。E-mail：。*通信作者：孙晓璐（1989），女，汉族，山东淄博人，硕士研究生，天津天狮学院医学院，助理研究员，研究方向：药物分析。E-mail：。基于鞣质的碳量子点荧光探针测定西咪替丁的研究祝佳宁，孙晓璐*天津天狮学院医学院，中国 天津 301700摘要：本研究以鞣花酸为原料，在碱性条件下，采用便捷的超声法制备了碳量子点(CQDs)，并用紫外光谱法和荧光光谱法研究了该 CQDs 与西咪替丁之间的相互作用，研究发现以该CQDs 为荧光探针可以测定西咪替丁（CMTD）的含量。研究结果：鞣花酸（0.089 4 mol/L）与氢氧化钠溶液(0.100 0 mol/L)以 1:3 的比例混合后，在 50 下超声 4 h 得出的荧光碳量子点与西咪替丁结合，可以使碳量子点的荧光信号减弱。其浓度在 110-8110-7mol/L 范围内与碳量子点荧光信号强度的减少值 F 成良好的线性关系，相关系数 r 为 0.996 42。以此提出用鞣质的碳量子点荧光探针测定西咪替丁的研究，该方法简便高效，可应用于样品中西咪替丁含量的测定，SRSD范围为0.86%1.06%；回收率范围为 98.18%103.2%。关键词：鞣花酸；碳量子点；荧光探针；西咪替丁doi：10.3969/j.issn.1001-6678.2023.01.010碳量子点(CQDs)是一种具备优秀的光学性质，溶解性好、低毒性、原料来源多样、制备成本低等众多优点的新型碳纳米材料，被广泛用于药物含量监测、体内药物代谢分析、长时间生物成像等领域。自发现碳量子点以来，研究者就开发出许多制备方法，目前制备 CQDs 的主要方法大体可以分为“自上向下”和“自下而上”。自上而下法包括激光烧蚀法、电化学法、电弧放电法等，是将较大的碳前驱体剥离下来用以制备碳量子点，由大变小制备出石墨类型的碳量子点，缺点有荧光碳量子点产率较低、纯化过程繁琐、产物收集困难、所用仪器昂贵、过程复杂等。“自下而上法”是指将含有碳的小分子前驱体通过热解、聚集、干馏的方法合成碳量子点，包括燃烧法、超声法1、模板法2、微波法3、水热法4等。大多数研究者均采用“自下而上法”来制备碳量子点。西咪替丁（CMTD）又名甲氰咪胍、泰胃美，属于H2 受体拮抗剂，是控制分泌胃酸过多而引起的胃痛、烧心、反酸等症状的一种药物。有关西咪替丁含量的精准、高效测定一直是替丁类药物中的研究热点。西咪替丁紫外特征的吸收峰范围在 218nm，该波段的环境干扰物较多，难以实现在复杂样品中的快速定量检测。目前已报道的测定方法主要有高效液相色谱法5-6、分光光度法7、毛细管电泳法8、质谱法和荧光法9等。而荧光法凭借着方法简便、操作简单易上手、样品用量少、灵敏度高等优点而受到广泛的青睐。本研究以鞣花酸为原料，制备碳量子荧光探针测定西咪替丁药物的含量，可以为西咪替丁药物检测提供一种新型、快速、灵敏度高、可视化的检测方法。1实验部分1.1实验试剂表 1为实验所用试剂及生产厂家第 53 卷第 1 期2023 年 2 月工业微生物Industrial MicrobiologyVol.53 No.1Feb.202329-第 1 期第 53 卷工业微生物3002001003011121314酸碱比例CDBA3002502001503002001000.20.40.6鞣花酸用量/g超声时间/h12344001201008060402001Blank2K+3Mg2+4Ba2+5Na*1.2实验仪器表 2为实验所用仪器及生产厂家1.3CQDs 的制备及其稳定性考察分别称取 0.2 g、0.4 g、0.6 g 的鞣花酸溶解于 15mL 高纯水中，待充分溶解后，取 5ml 鞣花酸溶液，加入不同配比(11、12、13、14)的氢氧化钠溶液（0.1000 mol/L）,氢氧化钠溶液的体积依次为 5 mL、10 mL、15 mL、20 mL，50 超声时间分别为 1 h、2h、3h、4 h。将该溶液经分子截留量为 2KD 的透析袋透析 4 h 并离心取其上清液，为 CQDs 原液，待冷冻干燥后得到 CQDs。将上述一定量的 CQDs 原液稀释 50 倍后，测定其荧光强度 F，确定制备 CQDs 的最佳实验条件，并考察其在常见金属离子的干扰下对荧光强度 F 的影响。1.4CMTD 的测定将上述一定量的 CQDs 原液稀释 50 倍后，加入一定浓度（1.010-8mol/L）的西咪替丁溶液进行混合。取2个比色皿，分别放入CQDs溶液和CQDs-CMTD溶液，在紫外可见分光光度计上波长为200800nm进行光谱扫描，测定其紫外吸收光谱。将上述一定量的CQDs 原液稀释50 倍后，与不同浓度（1.010-8mol/L、3.010-8mol/L、5.010-8mol/L、7.010-8mol/L、1.010-7mol/L）的西咪替丁溶液混合，在室温下反应 15 min，用 1cm 荧光皿，狭缝宽度为 5 nm，电压为 750 V，ex=427 nm，扫描 437854nm 的发射光谱，于 em=502 nm 处测定其荧光强度 F，同时测定空白试剂的荧光强度 F0，并计算荧光强度减少值 F=F0-F 和其回归方程。2结果与讨论2.1CQDs 的制备条件及其稳定性2.1.1鞣花酸的用量实验考察了鞣花酸用量对荧光强度的影响，由图 1（A）可知，当鞣花酸用量为 0.4 g 时，荧光强度最高。图 1不同条件下的荧光强度变化图仪器名称仪器型号生产厂家超声波清洗机X025-12DTD南京先欧仪器制造有限公司超纯水机MI11IQ Direct 8美国 MILLIPORE十万分之一天平MS105DU梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司日立荧光分光光度计F-7000上海普迪生物技术有限公司紫外-可见分光光度计UH5300日本日立高新技术有限公司迷你离心机LX-300海门市其林贝尔仪器制造有限公司30-第 1 期第 53 卷祝佳宁等：基于鞣质的碳量子点荧光探针测定西咪替丁的研究33323130y=0.260 5x+30.311R2=0.99642西咪替 J 浓度（/10-8mol L-1）02468102.1.2超声时间在实验中，试验了不同超声时间与温度对荧光强度的影响。如图 1（B）所示，研究发现，在 14 h 内，随着超声时长的增加，荧光强度也会随之变强，4 h的时候荧光强度最高。2.1.3酸碱比例溶液的 pH 对 CQDs 的发光特性有影响，因此试验了不同酸碱比例（11、12、13、14）对CQDs 荧光强度的影响。结果如图 1（C）所示，当酸碱比例为 13 时，荧光强度最高。2.1.4常见金属离子为了验证 CQDs 的稳定性，考察了常见金属离子对荧光强度的影响，金属离子的浓度均为 0.01 mol/L，结果如图 1（D）所示，发现表中的金属离子对 CQDs荧光强度的影响可以忽略，因此所制备的 CQDs 具有较高的选择性，可用于实际样品的检测。综上，确定本研究制备 CQDs 的最佳实验条件：称取 0.4 g 鞣花酸溶解于 15 mL 高纯水中，待充分溶解后，取 1.5 mL 鞣花酸溶液与 4.5 mL 氢氧化钠溶液（0.100 0 mol/L）进行混合后，50 下超声 4 h。将该溶液经分子截留量为 2KD 的透析袋透析 4 h 并离心取其上清液，为 CQDs 原液，待冷冻干燥后得到CQDs。2.2紫外吸收光谱实验测得了 CQDs、CQDs-CMTD 溶液的紫外吸收光谱，结果如图 2 所示。CQDs 的紫外吸收光谱为 2，最大吸收波长为 350 nm,于 CQDs 溶液中加入一定浓度的 CMTD 后，体系的紫外吸收光谱为 1，最大吸收波长转移至 300 nm 处。这说明 CMTD 与CQDs 之间发生了相互作用，从而导致体系的吸收发生了移动。图 2CQDs-CMTD 体系的紫外吸收光谱图2.3荧光光谱图 3 为激发波长为 ex 在 429 nm 下，不同浓度西咪替丁与碳点的荧光光谱图，由图分析可得，随着西咪替丁浓度的增大，CQDs-CMTD 体系的荧光强度在逐渐减弱。如图 4 所示，其浓度在 110-8110-7mol/L 范围内与碳量子点荧光信号强度的减少值 F成良好的线性关系，相关系数 r 为0.996 42。图 3CQDs-CMTD 体系的荧光光谱图 4CQDs-CMTD 体系的线性关系图2.4药品的测定随机抽取 CMTD 市售药品片剂 10 片，研磨后，精密称取等于一片质量的粉末药品，用 60%的乙醇溶解，超声波助溶并定容至 50 mL 的容量瓶中，过滤，吸取适量滤液稀释至所需的浓度范围内。按实验方法操作，测定药片中 CMTD 的含量，同时进行加标回收试验，测定结果如表 3、表 4 所示，SRSD范围为0.86%1.06%；回收率范围为 98.18%103.2%。表 3药片中西咪替丁含量测定结果（n=5）44046048050052054056058060070605040302010571013波长/nm200400600波长/nm0.50.40.30.20.10.021CMTD 样品加入量/mg测的量/mgSRSD/%样品 110.0010.030.87样品 210.009.880.86样品 310.0010.071.0631-第 1 期第 53 卷工业微生物表 4加标回收实验结果（n=5）3结论本研究以鞣花酸为原料，在碱性条件下，采用高效的超声法制备了 CQDs。基于 CMTD 与 CQDs 结合可以使荧光信号减弱的现象，建立了以 CQDs 作为荧光探针测定 CMTD 的新方法。该方法简便快捷、灵敏度高，可应用于片剂中 CMTD 含量的测定。参考文献1 LI,HAITAO,SUN,et al.Long lifetime photoluminescencein N,S co-doped carbon quantum dots from an ionicliquid and their applications in ultrasensitive detection ofpesticides J.Carbon An International Journal Sponsoredby the American Carbon Society,2016.2 YANG,Y,D,etal.Bottom-upfabricationofphotoluminescentcarbon dots with uniform morphology via a soft-hardtemplate approach J.CHEMICAL COMMUNICATIONS-ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY,2013.3THUAN-NGUYEN,PHAN-TRUONG,PETENZI,et al.Microwave assisted synthesis of carbon dots in ionic liquidas metal free catalyst for highly selective production ofhydrogen peroxide J.Carbon:An International JournalSponsored by the American Carbon Society,2018.4 DING H,YU S B,WEI J S,et al.Full-Color Light-EmittingCarbon Dots with a Surface-State-Controlled LuminescenceMechanism J.