CdSe/ZnS电化学发光法测定去甲肾上腺素

田　利，赵　越，汪雪融，吴可欣，齐艳娟，李天娇，陈瑞战

(长春师范大学化学学院，吉林长春　130032)

1　引　言

去甲肾上腺素(Norepinephrine，NE)，也称正肾上腺素，是人体内的一种重要的神经递质。人体内NE的含量变化反映着肢体神经系统植物交感神经的活动状况，可用于治疗低血压、低血糖、心脑血管等疾病，因此在临床和医学基础研究中具有重要意义［1-3］。目前测定NE含量的方法主要有荧光光谱法［4］、高效液相色谱-串联质谱联用法［5-6］、毛细管电泳法［7］、电化学法［8-10］等。电化学发光法作为一种新兴的分析技术，在药物分析中具有极高的灵敏度。同时该方法与上述方法相比具有仪器操作简便、进样量少、检测限低等优良特性［11-18］。据我们所知，目前尚未见基于量子点的电化学发光分析法测定NE含量的报道。

本文以3-巯基丙酸为稳定剂，合成了水溶性核壳型CdSe-ZnS量子点，并将其修饰到金电极表面，研究了在鲁米诺存在的情况下，该电极的ECL行为。NE对阳极的ECL行为有明显的增敏作用，并且ΔECL与NE的浓度呈现明显的线性关系，据此建立了一种测定NE含量的新方法。

2　实　验

2.1　仪器与试剂

MPI-B型多参数化学分析测试系统(西安瑞迈分析仪器有限责任公司)，RF-5301PC双波长荧光分光光度计(日本岛津)，TU-1901双光束紫外-可见分光光度计(北京普析)。采用三电极体系:金电极或CdSe-ZnS量子点修饰的金电极作为工作电极，铂电极作为辅助电极，Ag/AgCl电极作为参比电极。

氯化镉、硒粉(Se)、硼氢化钠(NaBH4)、3-巯基丙酸(MPA)、去甲肾上腺素、鲁米诺购于阿拉丁公司，醋酸锌、氢氧化钠购于北京化工厂，水为二次蒸馏水。

2.2　CdSe/ZnS量子点的合成

在装有2 mL冰水的三颈瓶中，依次加入0.3 mmol/L的硒粉和过量的硼氢化钠，在氮气氛围中搅拌直至得到无色透明的NaHSe。将0.2 mmol/L氯化镉溶于100 mL蒸馏水中，加入80μL MPA，用1mol/L NaOH将pH调至9.0左右，然后将NaHSe迅速倒入CdCl2溶液中，回流加热6 h，得到CdSe量子点溶液。

将0.036 4 g Zn(OAc)2溶于100mL蒸馏水中，加入120μLMPA，用1mol/LNaOH将pH调至9.0，得到乳白色的Zn(OAc)2溶液，同时配制一定浓度的Na2S溶液，并将Zn(OAc)2溶液和Na2S溶液快速注入CdSe溶液中，回流加热6 h，将所得溶液离心纯化，即得到CdSe/ZnS量子点溶液。

2.3　CdSe/ZnS修饰电极的制备

将金电极在不同粒度的Al2O3粉末上抛光成镜面后，分别在二次蒸馏水、无水乙醇中超声清洗5min，N2吹干备用。将纯化后的CdSe/ZnS量子点溶液超声0.5 h后，使用微量注射器移取10μL CdSe-ZnS量子点溶液均匀滴涂到金电极表面，置于暗处自然晾干，即制得CdSe/ZnS量子点溶液修饰的金电极(CdSe/ZnS/GE)，作为工作电极。

2.4　实验方法

紫外吸收光谱实验的波长扫描范围为350～600 nm，荧光光谱实验的激发波长为306 nm，波长扫描范围为450～620 nm，狭缝宽度为2.5 nm。

电化学发光实验在MPI-B型多参数化学分析测试系统上进行，三电极体系为:以CdSe/ZnS/GE作为工作电极，铂电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极。参数设置:光电倍增管高压为700 V，扫描速率为0.1 V/s，扫描范围为0 ～1.2 V，溶液测定前用氮气除氧15 min。

3　结果与讨论

3.1　CdSe/ZnS量子点的光学性质

图1　CdSe-ZnS量子点的紫外-吸收光谱(a)和荧光光谱图(b)

将上述方法制备的CdSe/ZnS量子点溶液用二次蒸馏水稀释，分别取适量进行光谱表征，如图1所示。图1(a)为CdSe/ZnS量子点的紫外-吸收光谱，从图中可以看出CdSe/ZnS量子点在506 nm处有一个吸收峰。图1(b)为CdSe/ZnS量子点的荧光光谱，CdSe/ZnS量子点在545 nm处有一明显的荧光发射峰，半峰宽较窄，荧光光谱图对称性良好。表明所制备的CdSe/ZnS量子点粒径分布均匀。

3.2　不同修饰电极的ECL响应

图2为不同修饰电极在pH=9的磷酸缓冲溶液与鲁米诺溶液的混合溶液中的ECL响应情况。从图中可以看出，CdSe/ZnS修饰电极(图2B)的ECL值是裸电极(图2 A)的2倍，说明CdSe/ZnS成功地修饰到金电极上，并显示很好的ECL响应。加入1.0×10－8mol/L的NE标准溶液后(图2 C)，其ECL值明显增加，说明NE对该电化学发光体系具有明显的增敏作用，可以用于后续NE含量的测定。

图2　不同修饰电极的ECL响应(A:裸电极;B:CdSe/ZnS修饰电极;C:CdSe/ZnS修饰电极+去甲肾上腺素)

图3　不同浓度的去甲肾上腺素的电化学(a)及电化学发光(b)叠加曲线(A～E:(0～4.0)×10－8mol/L)

3.3　实验条件的优化

电化学发光实验对缓冲溶液的酸碱度，CdSe/ZnS的浓度、扫描速度、静置时间等实验条件进行了优化。

3.3.1缓冲溶液的酸碱度对ECL强度的影响本实验首先考察了缓冲溶液的酸碱度(pH=8～12)对ECL强度的影响情况。缓冲溶液的酸度范围为8.0 ～10.0，当缓冲溶液 pH=9.0 时，ECL 强度达到最大值。因此本实验的最佳酸度值为9.0。

3.3.2CdSe/ZnS的浓度对ECL强度的影响

实验考察了CdSe/ZnS的浓度对ECL强度的影响情况。其中量子点的浓度范围为(1.5～9.0) ×10－6mol/L，当 CCdSe-ZnS为 6.0 ×10－6mol/L时，ECL值达到最大值。因此CdSe/ZnS量子点的最佳浓度为6.0 ×10－6mol/L。

3.3.3扫描速度对ECL强度的影响

实验考察了扫描速度对ECL强度的影响情况，其中扫描速度的范围为0.01～0.2 V/s。当扫描速度为0.1 V/s时，其 ΔECL值达到最大值。因此本实验的最佳扫描速度为0.1 V/s。

3.3.4静置时间对ECL强度的影响情况

实验考察了静置时间对ECL强度的影响情况，其中静置时间的范围为2～12 min。当静置时间为8 min时，其ECL值达到最大值。因此本实验的最佳静置时间为8 min。

3.4　电化学法及电化学发光法测定去甲肾上腺素(NE)的含量

在上述所选的最佳条件下，以CdSe/ZnS修饰电极为工作电极进行CV和ECL测试，如图3所示。实验结果表明CV曲线在0.147 V的氧化峰电流随着去甲肾上腺素浓度的不断增加而不断增大，同时随着去甲肾上腺素浓度的增大，CdSe/ZnS修饰电极在鲁米诺溶液中的ECL强度也逐渐增大。去甲肾上腺素的浓度(CNE)与相对电化学发光强度(ΔIECL)在2.3×10－5～1.0 ×10－8mol/L浓度范围内呈现良好的线性关系。线性回归方程为 ΔIECL=118.788 CNE－15.333(R=0.994 4)。最低检测限(S/N=3)为0.33 ×10－8mol/L。

3.5　干扰试验

在最佳实验条件下，对1.0×10－8mol/L NE标准溶液进行电化学发光测试，在相对误差为±5%以内的情况下，对体系中可能存在的干扰物质进行了测试。结果表明:100倍的Mg2+、K+、Al3+、Na+、Ca2+，50 倍的谷氨酸、色氨酸、甘氨酸等氨基酸，10倍的葡萄糖、抗坏血酸、尿酸对其均不产生干扰。说明采用电化学发光法测定NE的含量具有很好的选择性。

3.6　实际样品中NE的测定

研究了CdSe/ZnS/GE对重酒石酸去甲肾上腺素注射液中NE含量的测定。准确量取同一空白样品3份，按照上述优化的实验条件，加入不同浓度的NE标准溶液后做加标回收实验，样品平均测定5次，结果发现回收率在98.2% ～104.0% 范围内，RSD在1.8% ～3.4%，说明该方法可以用于实际样品中NE的测定。

表1　重酒石酸去甲肾上腺素注射液中NE含量的测定Tab.1　Determination of noradrenaline bitartrate injection

4　结　论

采用水相合成法制备了水溶性CdSe/ZnS量子点，制备的CdSe/ZnS量子点具有优异的荧光性能。采用滴涂法制备了CdSe/ZnS修饰电极(CdSe/ZnS/GE)，研究其电化学发光(ECL)性质，利用电化学发光法测定去甲肾上腺素的含量。该方法具有操作简便、进样量少、灵敏度高等特点。考察了pH、CdSe/ZnS浓度、扫描速度、静置时间等实验条件对ECL强度的影响。建立了一种检测去甲肾上腺素(NE)的新方法。