[发明专利]一种以虾壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测抗坏血酸中的应用

说明书

本发明公开了一种以虾壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测抗坏血酸中的应用。将虾壳经高温灼烧后的灰分研磨后分散到超纯水中，并经离心、过滤、透析后得到碳量子点溶液。利用碳量子点和Cr⁶⁺构建复合荧光探针，利用荧光分析法构建线性关系曲线，进而实现对抗坏血酸的定量检测。该方法成本低廉、灵敏度高、线性关系好、操作简便易行、选择性较好。

技术领域

本发明涉及一种以虾壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测抗坏血酸中的应用。

背景技术

碳量子点(Carbon Quantum Dots，简称CQDs或CDs)是一种与半导体量子点有相似光学性能的环境友好型荧光纳米材料。尽管是纳米大家族中的后起之秀，但它却因其具有激发光谱连续且宽广、一元激发，多元发射、荧光强且稳定性好等优异的荧光性能，并且还具有粒径小(直径小于10nm)、分子量低、生物毒性低、制备成本低廉、易于功能化修饰和反应条件温和等优势，正逐渐代替金属量子点和有机染料被广泛应用于光电器件、重金属离子检测、化学传感器、光催化、生物标记与细胞成像等领域。

L-抗坏血酸(Ascorbic Acid，简称AA)，通常又叫维生素C(Vitamin C，简称VC)，是重要的水溶性维生素之一，主要作用是维持机体的正常生理功能，但机体不能自身合成,而只能且必须从食物和药物中来摄取。机体氧化、还原等复杂的代谢过程中通常会有抗坏血酸的广泛参于，而且它能促进抗体的生长和形成，增强对各种疾病的抵抗力，同时还具备有一定程度的解毒作用。研究发现机体缺乏抗坏血酸可能会导致多种怪异疾病，其含量的高低程度通常会作为营养分析及某些疾病诊断的重要指标之一。

因此，发展一种简单便利的抗坏血酸分析法来用于生活日常食品的检测是非常重要的。目前，抗坏血酸的测定方法很多，大量文献上已有报道，主要集中于以下几种方法：电化学法、滴定法、高效液相色谱法、光度法、酶法、荧光光谱法、伏安法等。其中，某些方法要求的实验条件较为苛刻和操作技术较高，而有些方法步骤复杂繁琐，不利于快速分析的要求。

发明内容

本发明提供了一种以虾壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测抗坏血酸中的应用。利用碳量子点和Cr⁶⁺构建复合荧光探针，利用荧光分析法构建线性关系曲线，进而实现对抗坏血酸的定量检测。该方法成本低廉、灵敏度高、线性关系好、操作简便易行、选择性较好。

本发明采取的技术方案为：

一种以虾壳为碳源的碳量子点的制备方法，包括以下步骤：将虾壳清洗后烘干，然后在220～240℃下高温煅烧4.5～6h得到灰分；将灰分研磨成粉末，并将粉末加入到超纯水中超声分散，并经离心、上清液过滤、滤液透析后得到碳量子点溶液。

进一步地，所述烘干的温度为80℃；所述高温煅烧的温度和时间分别优选为230℃、5h。

所述粉末与超纯水的比值为2g：80～120mL；优选为2g：100mL。

所述超声的时间为0.8～1.5h；优选为1h。

所述离心的条件为：离心机转速9000～10000rpm/min，离心时间为25～40min；进一步地，优选为：离心机转速9500rpm/min，离心时间为30min。

所述过滤指的是经过0.22μm微孔膜过滤，所述透析指的经截留分子量为3500Da的透析袋中进行透析10～15h；优选为透析12h。

本发明还提供了根据上述制备方法制备得到的碳量子点，其分布均匀，粒径在3～8nm。

本发明以廉价的虾壳为碳源，所得碳量子点具备良好的荧光性能和光稳定性，其在激发波长为340nm时，在400nm波长处具有最强的荧光强度，且荧光发射峰的峰形良好。且制备过程操作简单，所使用的溶剂只有水，是一种绿色无污染的制备方法。