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水热法制备碳量子点用于苦味酸的检测和自由基的清除

赵智慧  
【摘要】:碳量子点是近年来关注度比较高的一种纳米材料,关于碳点的合成方法和相关应用已有许多报道。本文通过水热法制备了碳量子点,并将其用于苦味酸的检测和自由基的清除,具体内容概述如下:(1)以抗坏血酸和缬氨酸为原材料,通过水热法制备出了N-CQDs,然后采用TEM、FTIR以及XPS对N-CQDs的形貌特征和表面官能团进行了分析,发现N-CQDs的平均粒径为4nm,表面具有-COOH、-OH、C=O、-CONH-等基团,-COOH、-OH等基团的存在使得其具有良好的水溶性。此外,该N-CQDs在272nm处有一个最大吸收峰,其最佳激发波长为352nm,最佳发射波长为430nm。实验发现苦味酸能够选择性地将N-CQDs的荧光猝灭可能是基于荧光共振能量转移机理。据此,我们建立了N-CQDs检测苦味酸的荧光分析方法,其检测苦味酸的线性范围为0.06μg/ml(0.27μM)-7.81μg/ml(34.1μM),检出限为11.46 ng/ml(50nM)。干扰实验表明,一些常见的金属离子和有机物对苦味酸的检测均不造成干扰。将此方法用于汾河水样中苦味酸的检测,回收率在92.7%-108.5%之间,结果较为满意。(2)以8种天然抗氧化食品为原料,通过水热法制备了8种CQDs。采用TEM和FTIR分别对8种CQDs的形貌和表面官能团进行了分析,发现该8种CQDs的平均粒径在2-6 nm之间。红外光谱表明所有CQDs的表面均具有-COOH、C=O、-OH等官能团。紫外可见吸收光谱显示出8种CQDs均在270 nm-285 nm之间有一个吸收峰,而在500 nm以后基本无吸收,这也避免了各碳点在用于DPPH自由基清除实验时它们在515 nm处的背景吸收。然后对比了所制备的8种碳点和抗坏血酸对于DPPH自由基的清除作用,发现8种CQDs对于DPPH自由基的清除能力不同,其中绿茶CQDs的清除能力与抗坏血酸的相当。(3)通过H_2O_2与Fe~(2+)反应产生了羟基自由基,然后分别考察了葡萄籽CQDs、草莓CQDs、绿茶CQDs、番茄CQDs、核桃仁CQDs、菠菜CQDs、西兰花CQDs、燕麦CQDs 8种碳点和抗坏血酸对羟基自由基的清除情况,通过对比各碳点和抗坏血酸的EC50发现,葡萄籽CQDs与抗坏血酸的清除能力相当,葡萄籽CQDs、草莓CQDs、绿茶CQDs、番茄CQDs、核桃仁CQDs、菠菜CQDs、西兰花CQDs、燕麦CQDs 8种碳点清除羟基自由基的能力均比文献报道的好。


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