前列腺癌标志物柠檬酸的检测方法、探针及制备方法与流程

本发明涉及荧光材料技术领域，具体涉及一种前列腺液中柠檬酸浓度的检测方法。

背景技术：

前列腺癌(prostaticcancer，pca)是威胁男性生命及健康的重大疾病之一(j.cancer,2016,138,1388-1400)。近些年来，由于环境的污染、饮食的不合理与人们压力的增加等因素，pca的发病率增加趋势日益明显。目前，pca很难治愈，然而通过早期诊断、提前预防并对症治疗，可以有效减缓疾病的进一步恶化，减轻患者的痛苦，延长患者的寿命。

柠檬酸(citricacid，ca)是一种三羧酸化合物，在食品工业中广泛用作抗菌物质和饮料添加剂；在生物体系中，作为三羧酸循环的重要媒介，ca对于机体的能量供给与有效排泄至关重要。

目前，ca的测定方法主要有离子色谱法(j.pharm.biomed.anal.,2004,36,517-524)和高温裂解质谱法(j.anal.appl.pyrolysis,2003,70,251-261)。然而，这些方法通常需要繁琐的样品前处理。近些年来，人们陆续开发了一些光学分析方法(包括比色法和荧光分析法(tetrahedron,2002,58,621-628,talanta,2015,141,21–25；anal.chem.,2016,88,1696–1703)检测ca。比色法快速、简便、无需复杂的分析仪器，且适合进行现场分析，然而当应用于复杂的体系尤其是生物体系时，这些传感器极容易受到高离子强度及生物中样品的干扰。荧光光谱具有仪器操作简便、可视化测定等优点已经受到广泛关注。目前，人们已经报道了一些基于有机分子和纳米材料的ca荧光探针(talanta,2015,141,21–25；anal.chem.,2016,88,1696–1703)。但是，有机分子荧光传感器通常需要繁琐的合成方法及有毒的有机试剂来制备；而以纳米材料为基础的荧光传感器在使用之前往往需要复杂的修饰过程。更重要的是，当这些荧光传感器应用于生物体系中，自生生物样品的背景荧光会极大地干扰探针的荧光信号，从而大大降低检测的灵敏度及选择性。此外，对于生物样品的分析，探针的水分散性极其重要。开发新型的、灵敏度高的，性能更好的ca探针意义重大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种前列腺癌标志物柠檬酸的检测方法及探针制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种前列腺癌标志物柠檬酸的检测方法，包括：将荧光探针加入待测液中，反应一定时间后，记录荧光探针的荧光光谱；以及根据荧光探针的相对荧光强度变化检测柠檬酸浓度。具体的，所述检测液可以为柠檬酸水溶液，也可以是柠檬酸水溶液与hepes缓冲液的混合物。

进一步，所述荧光探针的相对荧光强度与柠檬酸的浓度呈线性关系，以适于根据荧光探针的相对荧光强度变化检测柠檬酸浓度。

进一步，当柠檬酸的浓度为4-300μm时，所述荧光探针的相对荧光强度与柠檬酸的浓度呈线性关系。

进一步，所述荧光探针为有机配体与稀土金属离子通过自组装反应生成的稀土配位聚合物；其中所述稀土金属离子为发光中心。

进一步，所述有机配体为鸟苷酸；所述稀土金属离子为tb³⁺、eu³⁺中的一种或几种。

又一方面，本发明还提供了一种荧光探针的制备方法，包括：将鸟苷酸二钠盐溶液与稀土金属溶液混合搅拌均匀；室温下充分反应后，离心收集反应产物；以及烘干得到所述荧光探针。具体的，所述离心的转速为6000-8000rpm。

进一步，所述鸟苷酸二钠盐溶液和稀土金属溶液的浓度均为10mm；以及所述稀土金属溶液中的稀土金属离子为tb³⁺、eu³⁺中的一种或几种。

进一步，所述烘干的温度为80℃～90℃。

第三方面，本发明还提供了一种检测柠檬酸浓度用荧光探针，包括：稀土配位聚合物；所述稀土配位聚合物适于通过有机配体与稀土金属离子通过自组装反应生成；以及所述稀土金属离子为发光中心。

进一步，所述有机配体为鸟苷酸；所述稀土金属离子为tb³⁺、eu³⁺中的一种或几种。

本发明的有益效果是，本发明的检测方法通过荧光探针的相对荧光强度变化检测柠檬酸浓度，进而反映男性前列腺的状态；基于探针的长寿命荧光，可以有效避免生物样品中背景荧光的干扰，提高了检测的灵敏度及选择性，且具有探针制备简单，检测所需时间短等优点。因此，本检测方法及探针制备方法对于发展高灵敏度的ca传感器以及对于男性pca的诊断具有重大意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的荧光探针的扫描电镜图。

图2是本发明的荧光探针对柠檬酸的响应图。

图3是本发明的荧光探针的荧光光谱图。

图4是荧光探针的相对荧光强度与柠檬酸浓度之间的线性关系图；其中相对荧光强度＝tb-gmp探针加入柠檬酸后的荧光强度减去tb-gmp本身的荧光强度。

图5是荧光探针测定柠檬酸的选择性图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

(1)制备hepes缓冲液。

先在纯水中溶解hepes制成ph7.0的hepes缓冲液(浓度为100mm)，然后采用浓度为5m的氢氧化钠溶液调整ph值。

(2)制备荧光探针。

在搅拌的同时，向1ml鸟苷酸二钠盐溶液(guanosine5'-monophosphate,gmp)(浓度为10mm)中，加入lmltb(no3)3溶液(浓度为10mm)，迅速形成白色沉淀(反应产物)。在室温下反应进行3小时后，在8000rpm的离心机内离心10分钟，为了去除未反应的试剂，所得到的白色沉淀物用超纯水洗涤三次。最后，把得到的沉淀物放置于烘箱中，80℃烘干得到该白色沉淀物，即荧光探针(即tb-gmp)。如图1所示，在电镜扫描下发现该荧光探针是一种纳米颗粒。

(3)检测荧光探针对柠檬酸的响应。

如图2所示，图中a曲线为tb-gmp探针的相对荧光强度，b曲线为tb-gmp探针加入柠檬酸后相对荧光强度。从图2中可以看出tb-gmp的荧光很弱，当加入柠檬酸后，其相对荧光强度大大增加。

(4)检测柠檬酸的不同浓度。

为了进一步考察该荧光探针对不同浓度柠檬酸的响应效果，本实施例将不同体积的柠檬酸溶液、hepes(浓度为100mm,ph为7.0)的缓冲溶液与10μl的荧光探针混合，得到一系列不同浓度(0μm、4μm、20μm、40μm、100μm、160μm、200μm、250μm、300μm)的检测液。并通过调整hepes(100mm,ph7.0)的加入量，使上述混合溶液的总体积固定为100μl。最后，在室温下把这些混合溶液超声反应20min，记录荧光探针的荧光光谱。如图3所示，随着柠檬酸浓度的增加，tb-gmp的相对荧光强度也逐渐增大。当柠檬酸浓度在4-300μm范围内，该荧光探针的相对荧光强度与柠檬酸的浓度呈良好的线性关系。

(5)荧光探针测定柠檬酸的选择性。

为考察该荧光探针测定柠檬酸的选择性，先在hepes缓冲液中加入不同的前列腺液中可能存在的干扰离子或分子(如柠檬酸、酸性磷酸酶、尿素、尿酸、na⁺、k⁺、mg²⁺、zn²⁺、ca²⁺、精胺、免疫球蛋白、转铁蛋白等)；然后采用浓度为5m的氢氧化钠溶液调整ph值；最后制备成不同系列的待测液，并通过荧光探针测定其中的柠檬酸浓度，以判断各干扰离子或分子对柠檬酸测定的影响。如图5所示，除了zn²⁺对柠檬酸的测定有明显的干扰外，其它物质均不干扰柠檬酸的测定。为了消除zn²⁺的干扰，本实施例通过加入nh4f对zn²⁺进行掩蔽，起到了很好的效果。

实施例2

在实施例1的基础上，将荧光探针应用于前列腺液中柠檬酸浓度的测定。

(1)取样

在河南省商丘市某医院取前列腺液作为检测液。成年男性列腺液中正常的ca浓度通常在40-150mm，由于该荧光探针的灵敏度很高，因此，将所取前列腺液稀释1000倍后再进行测定。

(2)荧光探针对前列腺液中柠檬酸的测定。

取3份前列腺液，并通过加标回收法对其中的柠檬酸进行检测。检测结果如表1所示：该探针对前列腺液中的柠檬酸具有很好的响应，且具有回收率高、精确度好的特点。

表1前列腺液中柠檬酸的含量测定

综上所述，本发明的检测方法及其制备的荧光探针具有以下优点：

(1)利用有机配体和稀土金属离子的自组装反应制备荧光探针，实验过程均在室温下进行，无需高温和有毒试剂；利用此荧光探针检测柠檬酸浓度，具有高选择性和高灵敏度的特点，主要是基于柠檬酸本身与稀土离子具有较好的能级匹配，在鸟苷酸存在条件下取代了与稀土离子配位的水分子，消除了水分子中羟基振动所引起的荧光淬灭，使得能量转移的效率大大增加，从而提高了柠檬酸的测定灵敏度。

(2)稀土荧光具有斯托克斯位移大(>150nm)、荧光寿命长(ms)与荧光稳定性好等优点。尤其是具有长的荧光寿命，使得稀土荧光探针在测定样品时可以采取时间分辨模式。在此模式下，生物分子或组织不会产生背景荧光，从而有效地提高了测定灵敏度。

(3)本发明通过荧光探针对水溶液中柠檬酸的含量和前列腺液中柠檬酸的含量进行了测定，且可能存在不同的干扰物质对柠檬酸的检测没有影响。因此，该荧光探针对于作为前列腺癌标志物的柠檬酸的检测具有高灵敏度和选择性，对于生物液体，尤其是用于前列腺液中柠檬酸浓度的测定具有极其重要的研究意义和实用价值。因此，发展高灵敏度的ca传感器对于男性pca的诊断具有重大意义

(4)本发明所使用的荧光探针比传统探针有明显的优势：传统的荧光探头是利用有毒的疏水有机分子作为配体合成的，通常需要繁琐的合成方法及有毒的有机试剂来制备；还有的荧光传感器在使用之前往往需要复杂的修饰过程这限制了它们在水和生物样品中的应用，而且背景荧光会极大地干扰探针的荧光信号，从而大大降低检测的灵敏度及选择性。而本发明所用探针是利用生物分子核苷酸和稀土离子的自组装反应制备。反应均在室温下进行，简单，无需有毒试剂，核苷酸是一种可溶性的生物分子，具有良好的水分散性能、生物相容性，而稀土荧光具有长寿命特征。

(5)此外，由于该荧光探针的高灵敏度和选择性，可以将其用于前列腺液中柠檬酸的传感和检测。无论对于发光材料的研究还是对于医学水平的发展均具有极其重要的临床意义和应用价值。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。