ポリフェノールオキシダーゼ模倣酵素を用いたドーパミンの蛍光検出法

Fluorescence detection of dopamine based on the polyphenol oxidase-mimicking enzyme.

• Hui Huang
• Juan Bai
• Jiao Li
• Lulu Lei
• Wenjing Zhang
• Shujun Yan
• Yongxin Li

抄録

本研究では、ポリフェノールオキシダーゼ活性を有する蛍光ナノコンポジット(Pdots@AMP-Cu)を用いて、ドーパミン(DA)を検出するための新規な蛍光法を開発した。Pdots@AMP-Cuは、蛍光性ポリマードットとアデノシン一リン酸（AMP）とCuの配位ナノ構造を複合化したものである。その結果、Pdots@AMP-Cuは明らかな赤色蛍光発光（668nm）を示し、基質である2,4-DPと4-APを触媒することでポリフェノールオキシダーゼ活性を示し、溶液の色を無色から赤色に変化させることができました。そこで、Pdots@AMP-Cuを用いた新規なDA検出法を開発しました。その結果、DAはPdots@AMP-Cuによって酸化されてオイメラニンを形成し、同時にPdots@AMP-Cuの蛍光は電子移動によってオイメラニンによって効率的に消光されることが観察された。蛍光強度とDA濃度との間には、10～400μMの範囲で良好な直線関係が観察され、DAの検出限界は4μMであった。また、本法は、一般的なアミノ酸、アスコルビン酸、尿酸などに対して高い選択性を示しました。また、本法は一般的なアミノ酸であるアスコルビン酸、尿酸などに対して高い選択性を示し、ヒト血清中のDA検出にも十分な回収率で利用できることがわかった。グラフィカルアブストラクト

In this work, a novel fluorescent method for the detection of dopamine (DA) was developed based on a fluorescent nanocomposite (Pdots@AMP-Cu) with polyphenol oxidase activity. Pdots@AMP-Cu was first prepared by the composite of fluorescent polymer dots and coordination nanostructures of adenosine monophosphate (AMP) and Cu. The Pdots@AMP-Cu exhibited obvious red fluorescence emission (668 nm), as well as polyphenol oxidase activity by catalyzing the substrate 2,4-DP and 4-AP, and resulted in obvious changes of the solution color from colorless to red. A novel detection method for DA was then developed based on Pdots@AMP-Cu. It is observed that DA can be oxidized by Pdots@AMP-Cu to form eumelanin, and at the same time, the fluorescence of Pdots@AMP-Cu is efficiently quenched by eumelanin due to electron transfer. A good linear relationship was observed between the fluorescent intensity and DA concentration from 10 to 400 μM, and the limit of detection for DA was 4 μM. Moreover, the proposed method exhibited high selectivity toward common amino acids, ascorbic acid, uric acid, etc. And it could also be utilized for DA sensing in human serum samples with satisfactory recoveries. Graphical abstract.