[发明专利]定量测定植物根表皮组织中混合组分CdS/ZnS量子点的方法

说明书

本发明提供了定量测定植物根表皮组织中混合组分CdS/ZnS量子点的方法。本发明方法包括：将植物根部清洗后干燥，涂覆带有不同表面配体的混合组分CdS/ZnS量子点的溶液；对植物根表皮进行激光诱导纳秒时间分辨荧光光谱检测，得到荧光光谱；将不同量子点的荧光光谱进行扫描，得到导数荧光光谱，建立植物根表皮中不同量子点荧光强度与浓度的标准曲线。本发明中，将纳秒时间分辨的荧光光谱法与恒基体导数同步荧光光谱法结合使用，不仅能够有效消除植物根表自发荧光信号的干扰，同时也能够实现对于植物根表皮所吸附的混合组分量子点的原位定量分析，方法准确度高、稳定性好，而且回收率、选择性优异；同时，本发明方法不会对植物造成伤害，可以进行植物活体检测。

技术领域

本发明涉及化学检测领域，具体而言，涉及定量测定植物根表皮组织中混合组分CdS/ZnS量子点的方法。

背景技术

在过去的30年内，纳米科学取得了举世瞩目的成就。量子点(Quantum dots,QDs)作为其中一类典型的工程纳米材料(Engineered nanomaterials,ENMs)，由于其具有粒径小(2-10nm)、电子和空穴被量子限域和分立能级结构等特征，光学性能较为独特，广泛应用于单分子检测、单细胞追踪以及动物活体成像等诸多领域。

随着QDs应用面的不断扩展，其生产量及进入环境的量逐年增加，由此是否带来新的环境污染物并引发新的环境问题，引发科研工作者的担忧。已有的研究证实，QDs对多种类别生物(藻类、微生物、植物、动物等)均具有潜在的危害性。如，Wu等人考察3-巯基丙酸包覆的水溶性的CdTe QDs对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的毒性效应，证实此类QDs可诱导幼虫体内产生大量的活性氧，同时在基因水平上抑制谷氨酸、5-羟色胺和多巴胺的转运体和受体的活性，进而造成该类生物产生行为缺陷、损害其学习和记忆行为；Modlitbova等人则说明谷胱甘肽(GSH-)和3-巯基丙酸(MPA-)两种基团包覆的CdS/ZnS QDs对于浮萍(Lemna minor L.)的毒性相似，仅略低于同样Cd摩尔浓度下CdCl₂溶液的毒性。

为更好管控健康风险，需要深入了解QDs环境地球循环、环境归趋过程及机制。大量研究结果证实，QDs在环境-植物根界面上的交换非常活跃，被植物根系吸收的QDs可在食物链中传递与富集，是动物乃至人类环境暴露的重要途径之一。Al-Salim等人早在2011年即围绕植物根吸收QDs开展研究，证实离体黑麦草(Lolium perenne L.)、洋葱(Alliumcepa L.)和菊花(Chrysanthemum L.)根部均可不同程度的富集多种配体(甘氨酸、半胱氨酸、氨基和巯基丁二酸)的CdSe/ZnS QDs。随之，Das等人综合利用原子力显微技术(Atomicforce microscopy,AFM)和拉曼成像(Raman imaging,RM)技术考察了活体糖荚豌豆(Pisumsativum L.)根吸收N-乙酰半胱氨酸包覆的锰掺杂的CdS/ZnS QDs的过程，结果显示，虽然离体和活体的禾本植物吸收过程存在不同，但绝大多数此类QDs仍吸附于根表皮上，仅一小部分QDs迁移至豌豆种子。Thwala等人以综述形式介绍了ENMs(包括QDs)与高等植物之间的相互作用工作的研究进展，并得出金属QDs在植物根表(表层和浅表层)的富集及迁移过程是沉积物/水中自由溶解态和结合态QDs进入植物体的重要步骤这一结论。同时，ENMs(包括QDs)在近岸河口区域环境中通常以混合组分形式存在，且不同组分之间可能存在竞争吸附及迁移过程。因此，研究不同表面配体混合组分QDs在植物根表(表层和浅表层)的吸附、迁移过程对于全面探究植物根系吸收QDs的过程机制具有重要的意义。