硫化锌掺锰量子点磷光探针法快速检测牛奶中的三聚氰胺

李 芳，余思莹，尹王梅，陈晓英，周李佑，王星蝶，王欢（台州学院 医药化工学院， 浙江 椒江 318000）

硫化锌掺锰量子点磷光探针法快速检测牛奶中的三聚氰胺

李 芳，余思莹，尹王梅，陈晓英，周李佑，王星蝶，王欢
（台州学院 医药化工学院， 浙江 椒江 318000）

基于三聚氰胺(MA)对谷胱甘肽(还原型)包覆的硫化锌掺锰量子点磷光的猝灭作用，建立了快速测定牛奶中MA的磷光探针法。实验结果表明，在中性溶液中，MA浓度在8.0～70.0 nmol/L范围内，磷光量子点强度的猝灭值(ΔPL)与MA的浓度呈线性关系，线性方程为ΔPL=1.59cMA+15.17，相关系数(r)为0.996 5，方法检出限4.0 nmol/L。将本方法用于牛奶加标样品中MA的分析，RSD为3.26%，MA的平均回收率为90.05%～98.08%。

磷光探针；三聚氰胺；硫化锌掺锰量子点；磷光猝灭

三聚氰胺(Melamine，MA)是一种用途广泛的有机化工原料和中间体，主要用于生产树脂、塑料、黏合剂和阻燃剂等物质[1,2]，若长期或反复大量摄入导致肾与膀胱结石的产生[3]。目前，MA的测定方法除了通用的高效液相色谱法[4]、液-质联用法[5]和气-质联用法[6]外，还有比色法[7]、电化学发光法[8]和拉曼光谱法[9]等。但由于样品前处理繁琐、费时，所用试剂毒性大，因此不适合MA的快速测定。所以，建立乳品中MA的快速、准确的测定方法意义重大。

量子点(quantum dots, QDs)是粒径小于或接近激子波尔半径的半导体纳米晶，由于它具有量子尺寸效应和表面效应等，因此，QDs表现独特的光学、光化学和催化等性质[10]。相对于荧光量子点而言，Mn:ZnS QDs的磷光寿命要比荧光长，在进行磷光检测时可以避免样品基体荧光和散射光的干扰，选择性会得到进一步的增强[11]。

本文利用MA对谷胱甘肽(GSH,还原型)包覆的Mn:ZnS QDs磷光(PL)的猝灭作用，建立了一种相对简便快速的检测奶制品中三聚氰胺的新方法。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

Cary Eclipse 荧光分光光谱仪(Varian)；

Elix-5+Milli-QG 超纯水系统(Millipore)；

FA10004A 电子天平(上海精天电子仪器有限公司)。

MA及其它试剂均为分析纯(Aladdin)；伊利牛奶(市场购买)；0.1 mol/L的 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、抗坏血酸(Vc)等标准溶液，使用时稀释成所需的浓度；水为超纯水。

1.2 实验方法

准确移取Mn:ZnS QDs 0.05 mL于10 mL的比色管中，用纯水稀释定容至刻度线后，再准确移取3.0 mL至比色皿中，测定磷光强度(PL)，向其中加入不同浓度的MA并反应5 min后，在λex/λem为320/595 nm(激发/发射狭缝为10/20 nm)条件下，再次测定PL，计算溶液的磷光猝灭值(ΔPL)，对数据做标准曲线得到线性回归方程。同样条件下，测定牛奶样品对 QDs的 ΔPL，根据线性方程，计算出MA含量及加标回收率。

2 结果与讨论

2.1 Mn:ZnS QDs的合成

参照文献[12]，称取1.0 mmol ZnSO4·7H2O和GSH于100 mL四口烧瓶中，加水溶解，再加入0.03 mol MnCl2，用NaOH溶液调pH至9，通氩气保护30 min，快速注入1.0 mmol的Na2S，缓慢加热到50 ℃，关氩气，敞口反应2 h。

2.2 反应时间对Mn:ZnS QDs磷光强度的影响

按实验方法操作，考察了MA加入1～30 min后，Mn:ZnS QDs磷光强度的变化。结果显示，在5～15 min内，Mn:ZnS QDs磷光强度基本平稳，所以，磷光强度测定在MA加入5 min后进行。

2.3 MA对Mn:ZnS QDs的磷光猝灭规律

在实验操作条件下，向Mn:ZnS QDs溶液中加入不同浓度的MA，分别扫描溶液的磷光发射光谱，结果如图1所示。从图1可以看出，在10～70 nmol/L的浓度范围内，随着MA的加入，Mn:ZnS QDs的磷光强度呈规律性的下降，ΔPL随MA的浓度增加呈线性增加(图1中的插图为MA的标准曲线)。

2.4 标准曲线与检出限

按实验方法配制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，并测定加入MA后溶液的ΔPL，对数据做线性回归，回归方程为ΔPL=1.59cMA+15.17，相关系数(r)为0.9965。测定11个空白溶液的磷光强度，并以3σn-1计算，本方法的检出限 4.0 nmol/L，线性范围为 8.0～70 nmol/L。

2.5 磷光探针的选择性与共存物质的干扰

2.5.1 Mn:ZnS QDs的选择性

为评价磷光探针测定MA时的选择性，实验考察了探针对纯牛奶中可能存在的一些常见物质的响应，结果如图2所示。由图2可知，在浓度均为10.0 nmol/L时，Mn:ZnS QDs对MA的磷光响应明显地优于其它组分。

2.5.2 共存物质的干扰

实验进一步考察了牛奶中各共存物质对MA测定的干扰。结果表明，MA浓度为10.0 nmol/L，测量误差±5%时，各组份在浓度(μmol/L)为K(120.0)、Ca(0.1)、Na(30.0)、Mg(2.0)及 Vc(15.0)存在时，对MA的测定基本没有影响。

2.6 样品测定

移取1.0×10-4mol/L的MA，用稀释后的伊力牛奶定容，配成含1.0×10-5mol/L MA的加标牛奶样品。按照实验方法测定样品加入后Mn:ZnS QDs的ΔPL，并根据线性方程计算溶液中的MA含量，结果列于表2，样品加标回收率90.05%～98.08%，说明本方法具有较高的准确度。

3 结束语

本文根据 MA对谷胱甘肽包覆的 Mn:ZnS QDs磷光的猝灭现象，通过研究MA与Mn:ZnS QDs作用时间、MA对 Mn:ZnS QDs磷光的猝灭规律、Mn:ZnS QDs对共存物质响应的选择性，建立了以Mn:ZnS QDs为磷光探针测定牛奶样品中MA的新方法。实验结果表明，本方法操作简便，检出限低，具有较高的准确度和较好的选择性。

［1］ Friedel B, Greulich W S. Preparation of monodisperse, submicrometer carbon spheres by pyrolysis of melamineformaldehyde resin[J]. Small, 2006, 2(7):859-863．

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［3］ 林祥梅，王建峰，贾广乐，等．三聚氰胺的毒性研究[J]．毒理学杂志,2008, 22(3):216-218．

［4］ 中国计量科学研究所. GB/T22400-2008, 原料乳中三聚氰胺快速检测液相色谱法[S]．北京：中国标准出版社，2008．

［5］ 中国计量科学研究所．GB/T22388-2008, 原料乳与乳制品中三聚氰胺检测方法[S]．北京：中国标准出版社，2008,．19(1)：66-72．

［6］ 孙春燕，张民伟，李宏坤，等. 金纳米粒子比色探针检测牛奶及鸡蛋中的三聚氰胺[J]，分析化学，2012,40(3)：386-390.

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［10］Resch-Genger U., Grabolle M., Cavaliere-Jaricot S., et al. Quantum dots versus organic dyes as fluorescent labels[J]. Nature Methods, 2008, 5(9):763-775.

［11］ Traviesa-Alvarez M., Sánchez-Barragán I., Costa-Fernández M., et al. Room temperature phosphorescence optosensing of benzo[a] pyrene in water using halogenated molecularly imprinted polymers[J]. Analyst,2007,132(3): 218-223．

［12］Yu He，He-Fang Wang，Xiu-Ping Yan. Exploring Mn-doped ZnS quantum dots for the room–temperature phosphorescence detection of enoxacinin biological fluids[J]. Analytical Chemistry，2008，80(10):3832-3837.

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

浙江省科技计划项目，项目号：2013C37052；国家级大学生创新创业训练计划项目，项目号：201410350017；台州市科技计划项目，项目号：131KY08；浙江省大学生创新项目(新苗计划)，项目号：2013R428020。

2015-02-01

李芳(1963-)，女，山西大同人，副教授，主要从事无机化学科研与教学工作。Email:tzclifang@tzc.edu.cn。