基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法技术

本发明专利技术公开基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法，以基于4‑(1H‑1,2,4‑三氮唑‑1‑基甲基)苯胺的碘—Cd(II)配合物为金属有机骨架材料，作为荧光探针选择性检测多巴胺含量，方法简便、快捷不需要复杂的功能化过程就可实现对多巴胺的选择性检测。

Dopamine detection method based on metal organic skeleton materials

The invention discloses a method for detecting dopamine based on metal organic frameworks, based on the 4 (1H 1,2,4 three triazole 1 methyl) aniline iodine - Cd (II) complexes for metal organic frameworks, as the detection of dopamine in the selective fluorescent probe, method is simple and fast without function the complex process can realize the selective detection of dopamine.

【技术实现步骤摘要】
基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法
本专利技术属于金属有机骨架配合物的制备和荧光传感领域，具体涉及一种金属有机骨架配合物采用荧光“关-开”模式免标记选择性检测多巴胺方面的应用。
技术介绍
多巴胺(DA)是存在于哺乳类动物中枢神经系统中的一种重要的神经递质，它在神经系统、心血管系统，以及调节肾脏功能、荷尔蒙的分泌等方面有重要作用。其含量异常时可导致一些临床病症，如帕金森氏病、精神分裂症、阿尔茨海默症、抑郁症等。因此，检测多巴胺已经成为全世界研究者们关注的课题。近年来，随着材料科学的进步与发展，利用合成的材料分析检测生物小分子方面如雨后春笋般迅速发展。但是，有些检测方法必须借助一些分析测试仪器才能完成，常用的检测方法有分光光度法、化学发光法、液相色谱法和电化学方法等，这些方法存在检测时间长、检测过程复杂、有些样品需进行前处理、仪器昂贵、抗干扰能力差、检测灵敏度低等缺点。因此，发展一种简便快捷、易于操作的分析测试手段显得尤为重要。另一方面，多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)、叶酸(FA)和尿酸(UA)共存于生物体液中，使得对多巴胺的选择性检测产生干扰。因此，发展一种高效、快速、选择性测定多巴胺(DA)含量的方法变得更为迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法，利用合成的具有独特光学性能的金属有机骨架配合物材料作为荧光探针选择性检测多巴胺(DA)含量，方法简便、快捷不需要复杂的功能化过程就可以实现对多巴胺(DA)的选择性检测。本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现：基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法，以金属有机骨架材料和高锰酸钾的相互作用，产生荧光猝灭信号，使得体系处于荧光关闭状态。当向体系中加入目标物多巴胺时，目标物分子多巴胺与猝灭剂高锰酸钾产生相互作用，使得被猝灭的荧光强度得到恢复，体系处于荧光“打开”状态。金属有机骨架材料为基于4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺的碘—Cd(II)配合物在检测多巴胺中的应用，配合物化学通式如下：[Cd(L)2I2](1)；L为4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺，作为配体，结构式为配合物的单晶学数据配合物的晶体属正交晶系，Pbca空间群，主要键长和键角列于下表所示。每个配合物分子中出现了一个中心镉(Cd1)的结构，配合物中配体L桥联中心的Cd(II)离子最终形成了二维平面的结构，配体L通过中心镉相连，并最终形成二维平面结构。对于配合物1的基本结构单元，镉原子(Cd1)与来自四个配体分子4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺的四个氮原子以及两个碘原子形成了六配位CdN4I2配位构型，其中两个氮原子分别为两个配体分子4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺中苯胺结构中的氮原子(即氨基基团氮原子)，两个氮原子来自两个配体分子4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺中三氮唑结构中(即由三个氮原子和两个碳原子组成的五元环)由两个CH所夹的氮原子(如N7、N7A、N3、N3A，即两个CH之间的单独的氮原子且远离与苯环相连的氮原子)。配合物的部分键长和键角本专利技术中使用的金属有机骨架配合物材料在242nm处有较强的吸收，故使用242nm作为激发波长，在242nm的激发波长下，在350nm处有很强的荧光发射峰。在进行检测时，按照下述步骤进行：步骤1，将金属有机骨架配合物的悬浮液、Tris-HCl缓冲溶液和高锰酸钾溶液组成检测溶液体系，静置以使金属有机骨架材料和高锰酸钾的相互作用，产生荧光猝灭信号，使得体系处于荧光关闭状态，即检测溶液体系的荧光强度位于较低的背景值；步骤2，向步骤1的检测溶液体系中添加多巴胺待测溶液，静置以多巴胺与高锰酸钾产生相互作用，使得被猝灭的荧光强度得到恢复并检测荧光发射光谱，通过荧光发射光谱强度的变化值和线性方程计算得出待测液中多巴胺的浓度。在测试过程中，选择在室温20—25摄氏度下进行即可。在测试过程中，在步骤1中，使用金属有机骨架配合物的悬浮液、Tris-HCl缓冲溶液和高锰酸钾溶液组成检测溶液体系后，静置40—60min，优选50—55分钟(即体系淬灭时间)。在测试过程中，在步骤1中，使用400μLpH＝7.4的Tris-HCl缓冲溶液，在步骤2加入多巴胺待测溶液并进行定容后，金属有机骨架配合物材料浓度为15—18mgL-1，优选16—17mgL-1；高锰酸钾的浓度为70—80μM，优选70—75μM。在测试过程中，在步骤2中，向检测溶液体系中添加多巴胺待测溶液后，静置5—15min，优选5—10min(即体系荧光恢复时间)。使用本专利技术技术方案进行测试时，随多巴胺浓度的增加，反应体系的荧光强度恢复值逐渐增大，在多巴胺浓度为0.1μM～250μM范围内，反应体系中多巴胺的浓度与荧光发射光谱强度的变化值呈良好的线性关系，线性方程为：△I＝0.327C+10.88,R2＝0.961；且检出限可达0.076μM。本专利技术利用猝灭剂高锰酸钾与具有独特光学性能的金属有机骨架材料之间的相互作用，猝灭体系的荧光信号，使得体系处于荧光“关闭”状态。随后加入目标物多巴胺，目标物分子多巴胺与猝灭剂产生相互作用，使得被猝灭的荧光强度得到恢复，体系处于荧光“打开”状态。通过荧光发射光谱强度的变化值和线性方程计算得出待测液中多巴胺的浓度，以此实现对多巴胺的快速、高效、选择性检测。本专利技术利用的金属有机骨架配合物材料作为荧光探针选择性检测多巴胺(DA)含量，方法简便、快捷不需要复杂的功能化过程就可以实现对多巴胺(DA)的选择性检测。本方法可以有效的避免常用的检测方法如分光光度法、化学发光法、液相色谱法和电化学方法等方法存在的检测时间长、检测过程复杂、有些样品需进行前处理、仪器昂贵、抗干扰能力差、检测灵敏度低等缺点。因此，发展了一种简便快捷、易于操作的分析测试手段以实现对多巴胺的选择性检测。本专利技术的技术方案能够有效避免传统的电化学分析方法中金属有机骨架材料作为电极的修饰材料繁琐的前处理过程和检测体系中共存物质如：抗坏血酸(AA)、叶酸(FA)和尿酸(UA)对多巴胺的干扰测试。将本专利技术与之前检测方法进行对比，如下表所示，本专利技术的优势十分明显。附图说明图1是本专利技术中使用的金属有机骨架材料的化学式结构示意图。图2是本专利技术中使用的金属有机骨架材料的粉末衍射XRD谱图。图3是本专利技术中使用的金属有机骨架配合物材料的紫外光谱图和荧光发射图。图4是不同浓度金属有机骨架配合物材料的荧光强度和高锰酸钾猝灭效率图。图5是高锰酸钾对金属有机骨架配合物材料的荧光猝灭时间效果图。图6是多巴胺对金属有机骨架配合物材料和高锰酸钾混合体系的荧光恢复时间效果图。图7是高锰酸钾的浓度对金属有机骨架配合物材料的荧光恢复关系图。图8是高锰酸钾的浓度对金属有机骨架配合物材料的荧光强度背景图。图9是本专利技术中使用金属有机骨架配合物材料和高锰酸钾检测多巴胺的荧光光谱图。图10是本专利技术中使用金属有机骨架材料和高锰酸钾检测多巴胺的线性范围拟合图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。下述实施例使用的药品从百灵威试剂公司购买，级别为分析纯级别(CdI2,4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺、甲醇)。三羟本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法，其特征在于，按照下述步骤进行：步骤1，将金属有机骨架配合物的悬浮液、Tris‑HCl缓冲溶液和高锰酸钾溶液组成检测溶液体系，静置以使金属有机骨架材料和高锰酸钾的相互作用，产生荧光猝灭信号，使得体系处于荧光关闭状态，即检测溶液体系的荧光强度位于较低的背景值；步骤2，向步骤1的检测溶液体系中添加多巴胺待测溶液，静置以多巴胺与高锰酸钾产生相互作用，使得被猝灭的荧光强度得到恢复并检测荧光发射光谱，通过荧光发射光谱强度的变化值和线性方程计算得出待测液中多巴胺的浓度；其中金属有机骨架材料为基于4‑(1H‑1,2,4‑三氮唑‑1‑基甲基)苯胺的碘—Cd(II)配合物，配合物化学通式如下：[Cd(L)2I2](1)；L为4‑(1H‑1,2,4‑三氮唑‑1‑基甲基)苯胺，作为配体，结构式为

【技术特征摘要】
1.基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法，其特征在于，按照下述步骤进行：步骤1，将金属有机骨架配合物的悬浮液、Tris-HCl缓冲溶液和高锰酸钾溶液组成检测溶液体系，静置以使金属有机骨架材料和高锰酸钾的相互作用，产生荧光猝灭信号，使得体系处于荧光关闭状态，即检测溶液体系的荧光强度位于较低的背景值；步骤2，向步骤1的检测溶液体系中添加多巴胺待测溶液，静置以多巴胺与高锰酸钾产生相互作用，使得被猝灭的荧光强度得到恢复并检测荧光发射光谱，通过荧光发射光谱强度的变化值和线性方程计算得出待测液中多巴胺的浓度；其中金属有机骨架材料为基于4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺的碘—Cd(II)配合物，配合物化学通式如下：[Cd(L)2I2](1)；L为4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺，作为配体，结构式为配合物的晶体属正交晶系，Pbca空间群，每个配合物分子中出现了一个中心镉的结构，配合物中配体L桥联中心的Cd(II)离子最终形成了二维平面的结构，配体L通过中心镉相连，并最终形成二维平面结构。对于配合物1的基本结构单元，镉原子与来自四个配体分子4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺的四个氮原子以及两个碘原子形成了六配位CdN4I2配位构型，其中两个氮原子分别为两个配体分子4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺中苯胺结构中的氮原子，两个氮原子来自两个配体分子4-(1H-1,2,4-三氮唑-1-基甲基)苯胺中三氮唑结构中由两个CH所夹的氮原子。2.根据权利要求1所述的基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法，其特征在于，配合物的键长和键角列于下表所示。3.根据权利要求1所述的基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法，其特征在于，在测试过程中，在步骤1中，使用金属有机骨架配合物的悬浮液、Tris-HCl缓冲溶液和高锰酸钾溶液组成检测溶液体系后，静置40—60min，优选50—55分钟。4.根据权利要求1所述的基于金属有机骨架材料的多巴胺检测方法，其特征在于，在步骤2中，向检测溶液体系中添加多巴胺待测溶液后，静置5—15min，优选5—10min。5.根据权利要求1所述的基于金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：李妍，程月，郭超，丁斌，王优优，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津,12