基于二氧化錳納米片-納米金共振光散射法測(cè)定堿性磷酸酶

背景介紹堿性磷酸酶（Alkalinephosphatase，ALP）可催化磷酸酯基團(tuán)的水解反應(yīng)，廣泛存在于人體的骨骼、肝臟和腎臟等組織中，血清中ALP異常可提示與肝炎、骨病和糖尿病等多種疾病相關(guān)，對(duì)ALP的靈敏檢測(cè)對(duì)于臨床診斷具有重要的研究意義。已開(kāi)發(fā)的分光光度法、電化學(xué)法、化學(xué)發(fā)光法和表面增強(qiáng)拉曼散射法等多種檢測(cè)ALP活性的方法，分別具有各自的優(yōu)點(diǎn)，但也存在磷酸基見(jiàn)光易發(fā)生水解導(dǎo)致出現(xiàn)假性結(jié)果；易受背景信號(hào)的影響，可重復(fù)性較低，難以用于復(fù)雜樣品的分析；穩(wěn)定性欠佳；儀器價(jià)格較為昂貴等不足。共振光散射法靈敏、操作簡(jiǎn)單，具有快速、選擇性好及分析成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。金納米顆粒之間距離的變化會(huì)使其等離子體共振效應(yīng)發(fā)生改變。二氧化錳納米片呈現(xiàn)出優(yōu)異的吸附、催化、氧化和電子轉(zhuǎn)移等性能。本文將二氧化錳的吸附和氧化還原特性用于ALP測(cè)定，利用納米金顆粒間距離改變放大檢測(cè)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)血清中ALP的高靈敏度檢測(cè)。文章亮點(diǎn)1.依據(jù)MnO2納米片的吸附和氧化還原特性，基于納米金表面等離子體效應(yīng)的改變，建立了檢測(cè)血清堿性磷酸酶（ALP）活性的新方法；2.

ALP濃度在0.25～35mIU/mL范圍內(nèi)與散射光強(qiáng)度的降低值ΔI620nm

呈現(xiàn)對(duì)數(shù)相關(guān)，檢出限（3σ）為0.19mIU/mL；3.方法已用于血清堿性磷酸酶的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與臨床檢驗(yàn)分光光度法呈現(xiàn)良好的相關(guān)性。圖文介紹1動(dòng)態(tài)光散射圖采用改良檸檬酸鈉還原法合成的納米金顆粒平均粒徑約為11.7nm，MnO2的平均粒徑為208.6nm。2吸收光譜納米金溶液呈澄清亮紅色，在519nm處存在表面等離子體共振吸收(圖1)，而MnO2的吸收峰在365nm處。當(dāng)加入ALP后，MnO2在365nm處的吸收峰逐漸消失，且隨ALP濃度的增加，納米金在519nm處吸收峰的強(qiáng)度逐漸減弱。1.MnO2納米片；2.MnO2納米片-納米金-0mIU/mLALP；3.MnO2納米片-納米金-4mIU/mL

ALP；

4.MnO2納米片-納米金-10mIU/mL

ALP；5.MnO2納米片-納米金-15mIU/mL

ALP；6.

納米金溶液圖1

納米金-MnO2納米片-ALP體系吸收光譜圖Fig.1

Absorptionspectraofgoldnanoparticles-MnO2

nanosheet-ALP3共振光散射光譜

納米金溶液在620nm處有一共振光散射峰但光強(qiáng)度較弱。當(dāng)MnO2納米片被加至納米金溶液中，納米金在MnO2納米片發(fā)生聚集，納米金在620nm處的共振光散射信號(hào)顯著增強(qiáng)。當(dāng)加入ALP后，體系的共振光散射強(qiáng)度隨ALP濃度的增加逐漸減弱，如圖2所示。曲線(xiàn)由上到下加入的ALP分別為：0、2、4、8、15、20mIU/mL

ALP圖2

納米金顆粒-MnO2納米片-ALP體系共振光散射光譜Fig.2

Resonancelightscatteringspectraofgoldnanoparticles-MnO2

nanosheet-ALP4實(shí)驗(yàn)條件的選擇4.1

緩沖溶液的選擇實(shí)驗(yàn)考察了pH6.47～8.04Na2HPO4-KH2PO4緩沖溶液對(duì)體系Δ

I620nm的影響。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)pH7.73時(shí)，體系Δ

I620nm最大(圖3)。故選用pH7.73。200μLNa2HPO4-KH2PO4緩沖溶液+80μg/mL

AAP+6.60μg/mL

MnO2+5.80μg/mL

納米金+10mIU/mL

ALP圖3

緩沖溶液pH的選擇Fig.3

SelectionofpHforbuffersolution4.2

納米金溶液用量的影響考察納米金溶液的用量對(duì)體系Δ

I620nm影響

(圖4)。實(shí)驗(yàn)表明，Δ

I620nm先隨納米金溶液濃度的增加而增大，后趨于穩(wěn)定。200μLpH7.73Na2HPO4-KH2PO4緩沖溶液+80μg/mL

AAP+6.60μg/mL

MnO2+納米金+20mIU/mL

ALP圖4

納米金溶液用量對(duì)Δ

I620nm的影響Fig.4

Effectof

usageof

goldnanoparticlessolutiononΔ

I620nm4.3

MnO2納米片用量的影響考察MnO2納米片用量對(duì)體系Δ

I620nm的影響，如圖5所示。結(jié)果表明，在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，Δ

I620nm隨MnO2溶液濃度的增加而增大，后降低。200μLpH7.73Na2HPO4-KH2PO4緩沖溶液+80μg/mL

AAP+MnO2+5.80μg/mL

納米金+10mIU/mL

ALP圖5

MnO2納米片用量對(duì)Δ

I620nm的影響Fig.5

Effectsof

usageofMnO2

nanosheetsonΔ

I620nm5結(jié)論通過(guò)反應(yīng)體系的動(dòng)態(tài)光散射粒徑分析、吸收光譜和共振光散射光譜分析可知，MnO2納米片可吸附納米金顆粒在其表面發(fā)生聚集，聚集的納米金顆粒可產(chǎn)生很強(qiáng)的共振光散射信號(hào)。當(dāng)ALP催化AAP水解生成AA時(shí)，AA可將MnO2納米片還原生成Mn2+，納米片溶解導(dǎo)致了納米金聚集程度降低，620nm散射信號(hào)的降低值與