[发明专利]一种荧光碳量子点及其在快速检测绿原酸方面的应用

说明书

本发明公开了一种荧光碳量子点及其在快速检测绿原酸方面的应用，以柠檬酸和对苯二胺为反应前体，通过水热法合成法制备了新型荧光CDs，并将其作为探针用于CGA的超灵敏检测，LOD低至8.87nM，为CGA检测性能的提升提供了新的途径。此外，本方法成本低、操作简单和检测速度快，并且可以用于实际食品样品分析，具有实际应用潜力。

技术领域

本发明涉及绿原酸的超灵敏快速检测技术领域，具体涉及一种荧光碳量子点及其在快速检测绿原酸方面的应用。

背景技术

酚类化合物来源于肉桂酸和苯甲酸，在生长调节和植物抗性方面起着重要作用。绿原酸(CGA)是一种苯丙酸类化合物，广泛存在于饮料和各种天然食品中，如各类水果和蔬菜。据报道，CGA是一种生物活性成分，具有抗氧化、抗糖尿病、抗肥胖、抗菌、抗炎和抗癌等功能，还能够增加白细胞和兴奋中枢神经系统。鉴于CGA在生命科学领域的重要作用，开发一种快速、灵敏的检测方法用于CGA的检测至关重要。

CGA检测的传统方法包括薄层扫描法、胶束电动色谱法、高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)和电化学法。然而，这些方法大多需要昂贵的仪器，并且存在操作复杂、耗时和效率低的问题，限制了其实际应用范围。近期荧光法尤其是荧光纳米探针技术，由于其快速、简单、成本低、灵敏度高、方便快捷等诸多优点脱颖而出，在食品检测领域受到人们广泛关注。

碳点(CDs)是一种尺寸小于10nm的零维荧光碳纳米材料，具有发射波长可调谐、水溶性好、荧光强度高、光稳定性好等特征。这些优点使其在多个应用领域具有良好的应用前景，尤其是作为荧光纳米探针食品成分或食品添加剂检测方面(如姜黄素、谷胱甘肽、叶酸、日落黄、胭脂红等)展现出的高选择性和高灵敏度的优势。然而，迄今关于CDs探针用于CGA检测的研究尚少，目前仅有两个相关的工作。例如，Zhu等将以柠檬酸和L-组氨酸为前体经水热反应制得的CDs作为荧光探针用于CGA检测，基于CGA和CDs的内滤效应(IFE)检测，获得了0.46μmol L^-1的检出限(LOD)。Liu等提出了一种基于CDs的比率型荧光法，该CDs是以柠檬酸/氨基磺酸和聚乙烯亚胺(PEI)为碳源通过简单加热制备而得，获得的LOD为0.40μmol L^-1(0.12μg/mL)。由于这些CDs探针的分析性能仍有很大的提升空间，因此有必要探索更高效的基于CDs的荧光探针用于CGA检测。

发明内容

本发明针对现有基于CDs的CGA检测方法灵敏度不足的问题，以柠檬酸和对苯二胺为反应前体通过水热法了一种新型CDs探针，该检测系统基于IFE和动态相互作用的协同猝灭机理，在CGA检测中获得了8.87nM的LOD，其灵敏度远高于任何现有基于CDs的荧光探针。

本发明采用以下技术方案：

一种荧光碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

(1)将0.36g柠檬酸和0.1g对苯二胺溶解在20.0mL超纯水和无水乙醇的等体积比混合溶液中；混合物溶液转移到聚四氟乙烯衬里高压釜中，并在180℃的恒温下加热12小时；

(2)让反应产物静置冷却至室温，然后将其转移到50.0mL离心管中。在10000rpm下离心15分钟后，收集上清液；

(3)将所得上清液在超纯水中重新溶解，并通过透析膜在1.0L烧杯中纯化3天，每24h补充一次新鲜的超纯水；将纯化后含有CDs的溶液冻干，得到干燥的CDs粉末。

所述荧光碳量子点在快速检测绿原酸方面的应用，包括以下步骤：

1)用PBS溶液和荧光碳量子点混合，得到荧光碳量子点溶液；

2)将不同浓度的绿原酸分别与荧光碳量子点溶液混合反应，得到不同绿原酸浓度的混合溶液，分别测得不同绿原酸浓度的混合溶液的荧光强度，取得荧光猝灭效率F₀/F与混合溶液中绿原酸浓度的线性关系；