碳量子点的制备及其在食品检测中的应用
碳量子点制备目的
碳量子点制备目的
1.光学性能研究：碳量子点具有独特的光学性质，如荧光发射、磷光、电致发光等，其荧光量子产率高、稳定性好且颜色可调，因此，通过制备碳量子点来探究其光学性质及其影响因素，以期开发新型光学材料。
2.生物成像应用：碳量子点尺寸小、生物相容性良好，无毒副作用，可以标记细胞或组织用于生物成像和追踪，包括荧光显微镜、共聚焦显微成像、活体成像等多种生物医学成像技术中。
3.传感器与检测器：利用碳量子点对特定物质的敏感响应，可以设计制作各种化学传感器和生物传感器，应用于环境监测、食品安全检测、临床诊断等领域。
4.能源与催化领域：碳量子点在光电转换、光催化、电催化等方面展现出潜在的应用价值，例如用作太阳能电池材料、光催化剂以及电化学传感中的信号放大标签等。
5.药物传输载体：因其良好的稳定性和可功能化特性，碳量子点可以用作药物载体，实现药物的选择性输送和控制释放。
6.纳米电子器件：鉴于碳量子点的半导体性质，研究者尝试将其应用于纳米电子学领域，作为构建纳米级电子元件的候选材料之一。
一种碳量子点的制备方法及其应用
一种碳量子点的制备方法及其应用
碳量子点是一种由碳元素构成的纳米材料，具有较小的尺寸和独特的光电性质，在生物医学、能源储存、环境污染治理等领域具有广泛的应用前景。
下面介绍一种常用的碳量子点制备方法及其应用。
制备方法：
1. 水热法：将葡萄糖等碳源经过水热反应处理，生成具有荧光性质的碳量子点。
水热反应过程中，可以通过调节反应体系的温度、时间、pH值等因素控制其形貌和光电性能。
2. 氧化焦炭还原法：将高温炭黑经过氧化处理，生成含氧官能团的前体化合物，再经过还原反应可以制备出具有较好荧光性能的碳量子点。
3. 激光剥蚀法：利用激光光束将石墨烯等碳材料剥离成纳米碳片，再通过超声分散和后处理等步骤进行表面官能团修饰，可以得到具有优良荧光性质的碳量子点。
应用：
1. 生物荧光成像：碳量子点具有较好的生物相容性和荧光亮度，可以作为细胞成像探针用于生物医学研究。
2. 电催化：碳量子点具有较高的表面能和活性位点，可以作为电催化剂用于氧还原反应等能源领域应用。
3. 污染治理：碳量子点具有较高的吸附性能和光催化性能，可以用于污染物的吸附和光降解等领域。
荧光碳点在食品检测中的应用
荧光碳点在食品检测中的应用钱敏捷，胡 钦（扬州大学食品科学与工程学院，江苏扬州 225001）摘 要：碳点是近几年兴起的一种荧光碳纳米材料。
碳点所呈现出来的优势包括毒性低、成本低、操作简单、灵敏度高和生物相容性好等方面，因此在改进生物传感器、医学成像设备、食品药品分析检测方法上具有很大的的应用前景。
本文概述了碳点的荧光性质，常见的合成方法以及在食品安全检测方面的主要应用，并对碳点的发展进行了展望。
关键词：碳点；荧光；食品检测；应用碳点（CDs)在2004年被XU等[1]首次发现，他们在采用电泳纯化法分离分析单壁碳纳米管悬浮液的过程中偶然发现了带有荧光性质的碳纳米颗粒；在2006年，SUN等[2]用激光刻蚀的方法获得了荧光碳纳米颗粒，并将这类带有荧光性质的碳纳米颗粒命名为碳点。
民以食为天，随着科技的不断进步发展，食品的种类越来越多样化，与此同时，新的食品安全问题[3]不断涌现，碳点与表面增强拉曼光谱（SERS）[4]和高效液相色谱（HPLC）[5]等常用的食品检测方法相较而言具有一定的优势，因此碳点在食品安全检测中的应用受到了许多科研人员的关注。
1 碳点的荧光性质1.1 发光机理碳点的发光机理仍有待探索，目前没有准确统一的说法来进行完整的阐述。
碳点的制备方法很多，不同的方法所制成的碳点有不同的结构，其发光机理也可能因为结构不同而有所不同。
根据现有的研究，目前大多数研究者都比较支持表面缺陷态荧光机理等。
1.2 抗光漂白性和光稳定性在合成碳点的过程中，其抗光漂白性会随着反应的时间和温度的变化而改变。
WANG等合成碳点的过程中改变反应的时间和温度等因素后发现，碳点的量子产率（QY）会随着这些因素的增加而降低，但是抗光漂白性却有所增强。
XIONG等发现，碳点的碳化度越高，其光稳定性越强，因为碳基质能够减少光化学损伤。
1.3 激发依赖性碳点的荧光特性有两个重要的参数，分别是发射波长和量子产率。
目前所研究的大部分碳点的发射波长具有较强的激发依赖性，其中，碳点的结构即缺陷态、官能团和尺寸等方面会影响碳点的激发光依赖性。
碳量子点的合成、表征及应用
碳量子点的合成、表征及应用碳量子点是一种由碳原子组成的纳米粒子，具有优异的光学、电学和化学性能，因此在材料科学、生物医学和能源领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍碳量子点的合成方法、表征技术及其在电化学传感器、光电转换和储能器件等领域的应用，旨在为相关领域的研究人员提供有用的参考信息。
碳量子点的合成方法主要包括化学还原法、物理法和生物法。
其中，化学还原法是最常用的方法之一，是通过化学反应将有机物原料还原成碳量子点。
反应条件包括温度、压力、原料配比和还原剂选择等，这些因素都会影响碳量子点的形貌和尺寸。
物理法则利用高温、激光或等离子体等手段将有机物原料裂解成碳量子点。
这种方法可以制备出高纯度的碳量子点，但反应条件较为苛刻，产量也较低。
生物法则利用微生物或植物提取物等生物资源作为原料合成碳量子点。
这种方法具有环保、高效等优点，但生物资源的种类和提取纯化过程会对碳量子点的性能产生影响。
表征碳量子点的方法主要包括光学表征、电子显微镜表征、化学表征等。
光学表征方法如荧光光谱、吸收光谱和透射电子显微镜等，可以用来研究碳量子点的尺寸、形貌和光学性质。
电子显微镜表征可以直观地观察碳量子点的形貌和尺寸，同时通过能谱分析可以进一步确定碳量子点的元素组成。
化学表征方法如X射线衍射、红外光谱和核磁共振等，可以用来研究碳量子点的结构和化学性质。
这些表征方法可以相互补充，帮助研究者全面了解碳量子点的结构和性能。
碳量子点在电化学传感器、光电转换、储能器件等领域具有广泛的应用。
在电化学传感器领域，碳量子点可以作为电化学标记物，用于检测生物分子和疾病标志物。
由于碳量子点具有优良的电学性能和生物相容性，因此在生物医学领域具有潜在的应用价值。
在光电转换领域，碳量子点可以作为光电材料，用于制造高效、稳定的太阳能电池和光电探测器。
由于碳量子点具有优异的光学和电学性能，可以有效地吸收太阳光并传递电荷，因此具有成为高效光电材料的潜力。
在储能器件领域，碳量子点可以作为电极材料，用于制造高容量、高稳定性的锂电池和超级电容器。
碳量子点的制备及其应用研究
碳量子点的制备及其应用研究碳量子点是一种新型纳米材料，因其结构独特、性质优异而受到广泛关注。
它可以从多种碳源中制备，如植物、石油、煤等，具有可控性强、稳定性好、生物相容性高等优点。
一、碳量子点的制备碳量子点的制备方法多种多样，目前常用的方法包括水热法、溶胶-凝胶法、微波辅助法等。
其中水热法是一种低成本、高效率的制备方法，常用于大规模制备碳量子点。
以柿子为例，其种皮中富含多酚类物质，可被水解生成碳量子点。
将柿子种皮剥离并研磨成粉末，加入去离子水中搅拌，然后将混合液在高压釜中进行水热反应，即可得到碳量子点。
二、碳量子点的应用研究碳量子点具有广泛的应用前景，其应用研究涵盖了多个领域。
下面介绍几个典型的应用研究。
1. 生物成像碳量子点可以作为新型的荧光探针，用于生物成像。
研究表明，碳量子点在生物组织内的分布与排泄都具有良好的生物相容性，不会造成对生物体的损害。
而且，碳量子点的荧光强度高、发光波长可调节，可以实现对生物分子及其动态行为的高灵敏、高分辨率成像。
因此，碳量子点在生物医学领域有很大的应用潜力。
2. 光电器件碳量子点可以作为新型材料用于制备光电器件，其原因在于碳量子点具有良好的导电性和光伏响应性能。
研究人员通过对碳量子点进行化学修饰，制备了可用于太阳能电池、光控场效应晶体管等光电器件的新型材料。
3. 传感应用碳量子点还可以用于制备传感器、检测器等传感应用。
因为碳量子点具有高灵敏性、高选择性、快速响应等优点，可以应用于分析、检测环境污染物、化学物质、生物分子等。
例如，研究人员通过对碳量子点进行改性，制备了具有快速检测血液中葡萄糖浓度的传感器。
4. 其他领域应用除了上述几个领域，碳量子点还具有其他领域的应用潜力。
例如，碳量子点可以作为催化剂、储能剂等，制备新型材料，广泛应用于各个行业。
三、问题与挑战虽然碳量子点具有很多潜在的应用前景，但目前仍存在不少问题与挑战。
下面列举一些主要问题和挑战。
1. 碳量子点制备过程中的问题。
碳点荧光探针的合成及其在食品安全检测中的应用
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碳量子点的合成及其应用
碳量子点的合成及其应用摘要：碳量子点具有良好的光学性质，是一种零维碳纳米材料，多种方式合成制备出的碳量子点粒径尺寸分布均匀，分散性良好，水溶性也较好，碳量子点的应用也非常广泛，在医学领域，化学合成，环境改善方面等都有很好的应用。
关键词：碳量子点；合成引言近年来，碳量子点（CQDs）作为一种新型发光体材料，它不仅具有一定的发光特性，而且也具有光稳定性。
更重要的是，碳量子点不像其它的难溶物质，它的溶解性较好，在水溶液或者其它溶剂中都有较好的溶解性。
在化学检测和合成方面，碳量子点可以功能化，因其优点众多，碳量子点受到了广泛的关注。
不仅如此，碳量子点表面含有大量的基团，例如羟基和羧基等，可以和多种物质进行合成，使它具有水溶性和生物相容性。
碳量子点表面的含氧基团更是为检测水体和土壤中的重金属提供了路径。
碳量子点还具有荧光特性，它的荧光性质为各种传感器提供了有力条件，可以用来检测各种金属或者非金属离子。
碳量子点的发现，可以追溯到2004年。
Xu等人[1]在使用电弧放电法分离纯化单壁碳纳米管的过程中，意外发现了一种新型的纳米级荧光材料，这是碳量子点的最早的发现。
之后Sun等人[2]在2006年用 Nd:YAG激光对石墨和水泥的混合物进行激光刻蚀，然后对其表面进行钝化，制备出了纳米尺寸的碳类似物，并称之为碳点。
目前碳量子点的制备方法可分为两大类：“自上而下”和“自下而上”。
“自上而下”主要包括电弧放电法、激光销蚀法、电化学法和强酸氧化法等。
“自下而上”包括溶剂热合成法、微波合成法、模板法、燃烧法等。
同时碳点在化学传感器、生物成像、药物载体、指纹识别、光治疗技术等方面有实际的用途。
下面对碳点的合成方法和具体的应用领域进行简单的介绍。
一、碳量子点的合成方法1.“自上而下”法。
（1）电弧放电法人们最先发现的碳点，就是使用电弧放电的方法合成的。
在2004年，Xu等人[1]在制备单壁碳纳米管(SWCNTs)时，发现了具有荧光的碳纳米材料，得到了三种粒子，他们利用电弧放电引入羧基官能团，达到增强水溶性的目的，然后用氢氧化钠来提取沉淀物，后进行分离纯化时，发现制备出的碳量子点在365 nm处，能够出现三种颜色的荧光：蓝绿色、黄色、橙色。
碳量子点在食品检测中的应用
合成方法
2. 激光烧蚀法：通过激光束对碳靶进行照射消蚀，将碳 纳米颗粒从碳靶上剥落下来。
此法所得碳量子点无荧光特性，需要进一步进行钝化 处理才能得到荧光碳量子点。其荧光产率低、碳纳米 点的粒径大小难控制、需要表面修饰。且所用一起安 规，合成过程复杂，该法较少使用。
2. 激光烧蚀法——荧光产率低、粒径大小难控制、需要 表面修饰
3. 电化学法——尺寸和结构相对可控、性质稳定、一步 合成
4. 微波合成法——低成本、环境友好、适宜快速大量生 产、粒径大小难以掌控
5. 水热处理法——成本低、环境友好、高荧光产率、良 好光稳定、粒径大小难以控制
合成方法
1. 化学烧蚀法：利用强氧化性酸将碳化材料氧化分解成 碳量子点。
合成方法
3. 电化学氧化法：电化学法利用各种体相碳材料作为工 作电极，利用电泳作用来制取碳量子点。
此法所得碳点的尺寸和结构相对可控且其性质稳定， 对碳源的利用率较高，可一步合成碳点。但是该法原 材料前期处理工作繁琐耗时，后期所得产物纯化也耗 时长，量子产率较低。
合成方法
4.微波消减法：主要利用微博消解碳前驱体而制取碳点。
食品检测应用方面
4. 农药残留及违禁添加物检测 检测有机磷农药的传感器示意图
食品检测应用方面
5. 食品中营养与功能成分及其他物质检测 通过具有不同基团类型、不同粒径大小等的各种作用 能力的碳点，实现对及ATP等其他物质的检测。
食品检测应用方面
1. 重金属离子检测
传统重金属检测包括络合滴定法、化学发光法、原子光 谱法等，但这些方法灵敏度较低、操作方法繁琐、成本 预算高等等，碳量子点在这方面的检测可做到快速便捷、 灵敏高效的作用。
碳量子点合成及其在食品检测中的应用
碳量子点合成及其在食品检测中的应用魏 伟1,2，石星波1,2,3,*，邓放明1,2（1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学东方科技学院，湖南 长沙 410128；3.湖南大学 化学生物传感与计量学国家重点实验室，湖南 长沙 410082）摘 要：碳量子点（carbon dots ，CDs ）作为一类新型的荧光纳米材料，具备很多优良的光学特性。
相比于半导体量子点，其毒性低、生物相容性好、稳定性与抗光漂白性更高，这些优良的性质使其在检测食品中重金属、抗生素、病原菌、农药残留与违禁添加剂以及营养功能成分等方面有很好的发展前景。
近年来，有关CDs 的文献综述着重于总结其合成与光学性质，鲜有关于CDs 在食品检测中的应用。
本文介绍CDs 的光学性质与合成方法，重点综述CDs 在食品检测中的应用，并提出未来CDs 的发展趋势。
关键词：碳量子点；光学性质；重金属；抗生素；病原菌Synthesis of Carbon Dots and Its Applications in Food DetectionWEI Wei 1,2, SHI Xingbo 1, 2,3,*, DENG Fangming 1,2(1. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;2. Orient Science & Technology College, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;3. State Key Laboratory ofChemo /Biosensing and Chemometrics, Hunan University, Changsha 410082, China)Abstract: As a new type of fluorescent nanomaterial, carbon dots (CDs) possess a number of unique optical properties. Compared with semiconductor quantum dots, some advantages of CDs, including lower toxicity, higher biocompatibility, higher photostability and stronger anti-photobleaching effect, are attractive in various fields. Interestingly, increasing attention is attracted to the detection of heavy metals, antibiotics, pathogenic bacteria, pesticide residues and banned additives, and nutritional and functional components in foods by using CDs nowadays. Recently, the synthesis and optical properties of CDs have been reviewed by many researchers, but there are few reviews that focus on the application of CDs in food detection. This article briefly reviews the optical properties and synthesis of CDs, with emphasis on its applications in food detection. Meanwhile, the future trend of carbon dots is also discussed.Key words: carbon dots; optical properties; heavy metals; antibiotics; pathogenic bacteria DOI:10.7506/spkx1002-6630-201715041中图分类号：TS207.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2017）15-0256-09引文格式：魏伟, 石星波, 邓放明. 碳量子点合成及其在食品检测中的应用[J]. 食品科学, 2017, 38(15): 256-264. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201715041. WEI Wei, SHI Xingbo, DENG Fangming. Synthesis of carbon dots and its applications in food detection[J]. Food Science, 2017, 38(15): 256-264. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201715041. 收稿日期：2016-07-04基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（31301484）；湖南省自然科学基金青年基金项目（2015JJ3082）；湖南农业大学青年项目（14QN11；14QNZ14）；化学生物传感与计量学国家重点实验室（湖南大学）开放项目（Z2015025）；湖南省高校青年骨干教师培养对象资助项目作者简介：魏伟（1994—），男，本科，研究方向为碳量子点的合成与应用和食品质量与安全分析。
《氮掺杂碳量子点的制备及其对Fe3+、CN-的检测研究》范文
《氮掺杂碳量子点的制备及其对Fe3+、CN-的检测研究》篇一一、引言随着科技的发展，环境检测和食品安全检测成为了日益重要的研究领域。
而其中，利用高效、灵敏的检测方法对金属离子和含氮化合物的检测尤为重要。
氮掺杂碳量子点（N-doped Carbon Quantum Dots，N-CQDs）作为一种新型的荧光纳米材料，因其优异的物理化学性质和良好的生物相容性，在生物成像、环境监测、食品安全等领域得到了广泛的应用。
本文旨在探讨氮掺杂碳量子点的制备方法，并研究其对Fe3+、CN-的检测性能。
二、氮掺杂碳量子点的制备1. 材料准备制备氮掺杂碳量子点所需材料包括：尿素、柠檬酸、乙醇等。
所有试剂均为分析纯，可直接使用。
2. 制备方法将尿素与柠檬酸按照一定比例混合，加入乙醇作为溶剂，在高温下进行反应。
反应过程中，通过控制温度和时间等参数，得到稳定的氮掺杂碳量子点溶液。
将得到的溶液进行离心、洗涤等处理，去除杂质，最终得到纯净的氮掺杂碳量子点。
三、氮掺杂碳量子点的表征及性质分析通过透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等手段，对制备得到的氮掺杂碳量子点进行表征。
结果表明，所制备的氮掺杂碳量子点具有较小的尺寸（约3-5nm）、良好的分散性和较高的荧光量子产率。
此外，氮掺杂碳量子点具有良好的水溶性和生物相容性，为后续的检测应用提供了良好的基础。
四、Fe3+的检测研究1. 检测原理利用Fe3+与氮掺杂碳量子点之间的相互作用，导致荧光强度的变化，从而实现Fe3+的检测。
当Fe3+与氮掺杂碳量子点结合时，会改变其电子结构，导致荧光强度降低。
通过测定荧光强度的变化，可以实现对Fe3+的定量检测。
2. 实验方法将不同浓度的Fe3+溶液与氮掺杂碳量子点溶液混合，观察荧光强度的变化。
通过绘制标准曲线，可以确定Fe3+的浓度与荧光强度之间的关系。
实验结果表明，氮掺杂碳量子点对Fe3+的检测具有较高的灵敏度和较低的检测限。
碳量子点的制备、性能及应用研究进展
碳量子点的制备、性能及应用研究进展一、本文概述随着纳米科技的飞速发展，碳量子点（Carbon Quantum Dots, CQDs）作为一种新兴的碳纳米材料，近年来引起了广泛的关注。
本文旨在全面综述碳量子点的制备技术、物理化学性能及其在各个领域的应用研究进展。
我们将介绍碳量子点的基本结构、性质和制备方法，包括自上而下和自下而上两大类方法。
然后，我们将重点讨论碳量子点在光学、电学、磁学等多方面的性能，并探讨其性能优化策略。
我们将综述碳量子点在生物成像、药物递送、光电器件、环境科学等领域的应用现状和发展前景。
通过本文的阐述，希望能够为碳量子点的进一步研究和应用提供有益的参考。
二、碳量子点的制备方法碳量子点的制备方法多种多样，主要包括自上而下（Top-Down）和自下而上（Bottom-Up）两大类方法。
自上而下法：这种方法通常利用物理或化学手段，将较大的碳材料（如石墨、碳纳米管等）破碎成纳米尺寸的碳量子点。
常见的物理方法包括激光烧蚀、电弧放电和球磨等，而化学方法则主要包括酸氧化、电化学氧化和热处理等。
自上而下法的优点是可以大规模制备，但制备过程中可能会引入杂质，影响碳量子点的纯度和性能。
自下而上法：这种方法则是以小分子为前驱体，通过化学反应或热解等方法，合成出碳量子点。
常见的前驱体包括柠檬酸、葡萄糖、乙二胺等有机物，以及二氧化碳、甲烷等无机物。
自下而上法的优点是可以精确控制碳量子点的尺寸、结构和表面性质，制备出的碳量子点纯度高、性能稳定。
但这种方法通常需要较高的反应温度和较长的反应时间，制备成本较高。
近年来，研究者们还开发了一些新型的制备方法，如微波辅助法、超声法、模板法等。
这些方法结合了自上而下和自下而上的优点，既可以实现大规模制备，又可以精确控制碳量子点的性质。
随着纳米技术的不断发展，研究者们还在探索利用生物方法制备碳量子点，如利用微生物、植物提取物等作为前驱体，通过生物合成的方式制备出具有特殊性能的碳量子点。
一种用于快速检测食品和环境中亚硝酸盐含量的碳量子点及其应用方
专利名称：一种用于快速检测食品和环境中亚硝酸盐含量的碳量子点及其应用方法
专利类型：发明专利
发明人：郭隆华,占园进,邱彬,林振宇
申请号：CN201811572337.4
申请日：20181221
公开号：CN109342385A
公开日：
20190215
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用于快速检测食品和环境中亚硝酸盐含量的碳量子点及其应用方法，其是以间苯二胺为原料，通过溶剂热法合成，分离纯化，得到碳量子点（‑CDs）；再利用‑CDs在强酸性条件下能够专一地与NO发生重氮化反应，并发生荧光猝灭，从而可依据‑CDs荧光强度的变化对NO的含量进行检测。
同时，按本发明方法还可以利用肉眼观测荧光强度的变化，实现对NO含量的半定量可视化分析。
本发明方法灵敏度高、操作简便，适用于食品和环境中NO的快速检测。
申请人：福州大学
地址：350108 福建省福州市闽侯县上街镇福州大学城学院路2号福州大学新区
国籍：CN
代理机构：福州元创专利商标代理有限公司
代理人：蔡学俊
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碳量子点合成及其在食品检测中的应用
碳量子点合成及其在食品检测中的应用
碳量子点是最近几年出现的一种新型材料，其具有大容量、良好的稳定性、可调节光谱性质等特点，可以广泛应用于光学、光电子学、分子生物学和材料科学等多个领域。
其对食品检测的应用于把其作为一种量子性能传感器，用于检测食品中的有害物质以更好的准确度和效率。
碳量子点的合成原理是将其他化学物质添加到溶剂中，经过高温和高压化学反应，能够生成碳量子点纳米粒。
由于碳量子点的特性，其吸附性能很强，能够精确的检测食品中的有毒有害物质。
使用含有碳量子点的感测器可以通过光谱评判方法来检测食品中的毒素，检测结果可以很快地反映出食品中毒素的含量，以保证食品的安全性。
碳量子点除了可以用于非损伤检测外，也能应用于多种无接触检测方法中，如表面活性检测、蚀刻检测和物化检测等，使用成本低廉，并有较高的精确度，保障��品的安全，提高经济效益。
因此，碳量子点能够在食品检测中发挥宝贵的作用，可以解决无损检测中的难题，避免由于检测质量不好产生的问题，实现食品的安全监测。
食品基碳量子点的制备、生物活性及其在食品包装中的应用研究进展
食品基碳量子点的制备、生物活性及其在食品包装中的应用研究进展韩天奇;任大勇;牛海月;张程程;刘大群;忻晓庭;章检明【期刊名称】《食品安全质量检测学报》【年(卷),期】2024(15)7【摘要】碳量子点是一种尺寸小于10nm的新型碳纳米材料,因其优异的光学特性受到国内外学者的广泛关注。
目前用于合成碳量子点的食品主要来自果蔬及其制品、乳及乳制品、肉及肉制品和水产品及其制品等。
一步水热合成法是制备食品基碳量子点最常用的方法。
因此,食品基碳量子点相比于化学材料合成的碳量子点具有易于合成、价格低廉、绿色无毒、生物相容性好等优势。
并且食品基碳量子点表面通常带有丰富的官能团与杂元素,赋予了碳量子点更优异的抗癌、抗氧化和抗菌等功能活性。
目前在生物医学、功能性材料、食品检测等领域广泛应用。
近年来,由于食品基碳量子点优异的抗氧化、抗菌和光学活性已被添加到食品包装系统中,增强食品包装紫外屏蔽、抗氧化和抗菌等性能。
本文综述了以食品为原料的碳量子点制备方法和原料来源,探讨了食品基碳量子点的优势及其生物活性,以及添加食品基碳量子点的活性包装在果蔬等食品保鲜中的应用,为食品碳量子点的绿色制备及其在活性包装中的应用提供参考和理论依据。
【总页数】9页(P113-121)【作者】韩天奇;任大勇;牛海月;张程程;刘大群;忻晓庭;章检明【作者单位】吉林农业大学食品科学与工程学院;浙江省农业科学院(部省共建)【正文语种】中文【中图分类】TS2【相关文献】1.荧光碳量子点的制备与生物医学应用研究进展2.木质素基碳点和石墨烯量子点制备方法研究进展3.生物质碳量子点的制备及应用研究进展4.食品加工副产物源碳点制备及在食品智能活性包装中的应用研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
烟叶碳量子点的制备及其在水体中亚硝酸盐含量测定中的应用
烟叶碳量子点的制备及其在水体中亚硝酸盐含量测定中的应用一、引言烟草是世界上最重要的经济作物之一，但是烟草的种植和加工过程中会产生大量的固体废弃物和化学废水，这些废弃物对环境造成了很大的危害。
因此，如何有效地利用烟草废弃物并减少对环境的污染已经成为了一个重要的问题。
近年来，研究人员发现烟叶碳量子点具有良好的光学性质和生物相容性，在生物医学、环境监测等领域具有广泛应用前景。
本文将介绍烟叶碳量子点的制备方法以及其在水体中亚硝酸盐含量测定中的应用。
二、烟叶碳量子点制备方法1. 原料准备将新鲜采摘下来并清洗干净的烤烟叶片放入常温下静置24小时，然后将其切成小块备用。
2. 碳量子点制备将切好的烤烟叶片放入高压釜中，在氮气保护下进行碳化反应，反应温度为800℃，反应时间为2小时。
然后将反应产物在空气中冷却至室温，加入去离子水并超声处理30分钟，过滤后得到烟叶碳量子点。
3. 碳量子点表征使用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、透射电镜等技术对制备的烟叶碳量子点进行表征。
结果显示，制备的烟叶碳量子点呈现出良好的发荧光性能和较小的粒径分布。
三、烟叶碳量子点在水体中亚硝酸盐含量测定中的应用1. 实验设计将不同浓度的亚硝酸钠溶液与一定浓度的烟叶碳量子点混合，利用其发荧光特性进行亚硝酸盐含量测定。
2. 实验步骤(1) 制备不同浓度的亚硝酸钠溶液。
(2) 将一定体积的亚硝酸钠溶液与一定体积的烟叶碳量子点混合。
(3) 通过荧光光谱仪记录混合物的荧光强度。
(4) 利用标准曲线计算出亚硝酸盐的含量。
3. 结果分析实验结果表明，烟叶碳量子点能够与亚硝酸盐形成络合物，并且在一定浓度范围内，其荧光强度与亚硝酸盐的浓度呈现出良好的线性关系。
因此，利用烟叶碳量子点可以快速、准确地测定水体中的亚硝酸盐含量。
四、结论本文介绍了一种制备烟叶碳量子点的方法，并且探讨了其在水体中亚硝酸盐含量测定中的应用。
实验结果表明，烟叶碳量子点具有良好的发荧光性能和生物相容性，并且可以快速、准确地测定水体中的亚硝酸盐含量。
柠檬酸碳量子点
柠檬酸碳量子点引言：柠檬酸碳量子点是一种新型的纳米材料，具有很强的潜在应用价值。
它们具有优异的荧光性能、生物相容性和可调控的性质，使其在生物医学、光电子学和能源领域具有广泛的应用前景。
本文将从柠檬酸碳量子点的制备方法、发光机制以及应用领域等方面进行探讨。
一、制备方法：制备柠檬酸碳量子点的方法主要有溶剂热法、微波法和激光碳化法等。
溶剂热法是一种简单有效的制备方法，通过在高温溶剂中加热反应原料，可以获得高荧光效率的柠檬酸碳量子点。
微波法则利用微波辐射加热样品，快速制备出柠檬酸碳量子点。
激光碳化法则是利用激光辐射将有机材料转化为碳量子点。
这些方法具有简单、快速、高效的特点，为大规模制备柠檬酸碳量子点提供了可行途径。
二、发光机制：柠檬酸碳量子点的荧光性质是其重要的特征之一。
其发光机制主要包括量子限域效应和表面诱导效应。
量子限域效应是指柠檬酸碳量子点在纳米尺度下的限域效应，使其能量级发生变化，从而导致荧光发射波长的调整。
表面诱导效应则是指柠檬酸碳量子点表面的官能团对其荧光性能的影响。
这些机制的相互作用使得柠檬酸碳量子点具有可调控的光学性质。
三、应用领域：由于柠檬酸碳量子点具有优异的光学性能和生物相容性，因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。
首先，柠檬酸碳量子点可以作为生物标记物，用于细胞成像和疾病诊断。
其荧光性能可以帮助科研人员观察细胞的活动情况，并提供治疗疾病的线索。
其次，柠檬酸碳量子点还可以用于药物传输和靶向治疗。
通过修饰柠檬酸碳量子点的表面官能团，可以使其具有特异性靶向性，将药物有效地输送到特定的病灶部位。
此外，柠檬酸碳量子点还可以用于光电子器件的制备和太阳能电池的改进等领域。
结论：柠檬酸碳量子点作为一种新型的纳米材料，具有许多独特的性质和潜在的应用价值。
通过合适的制备方法可以获得高荧光效率的柠檬酸碳量子点，而其发光机制主要包括量子限域效应和表面诱导效应。
在生物医学、光电子学和能源领域等方面，柠檬酸碳量子点都有着广泛的应用前景。
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碳量子点的制备及其在食品检测中的应
用
摘要：碳量子点（CDs）因合成方法不同、碳源材料不同其光学性能各不相同。
其共有的性质就是 CDs发射波长的位置和强度会随着激发波长的改变而改变，究其原因多数文献认为是因粒径大小不均匀所致，但是对于其具体的作用机理目
前研究还没有很明确的结论。
结合文献总结出CDs的这些性质可能与其制备原料
的结构、合成条件以及分离过程有关。
在大量学者的研究基础之上，本论文尝试
以不同有机化合物为原料，通过掺杂N、S等杂元素以改善其发光性能，开发其
在分析检测中的实际应用。
关键词：碳量子点；有机化合物；食品检测
1.
引言
纵观这些年荧光纳米材料的研究趋势，无疑最受欢迎的荧光纳米材料是CDs。
首先碳元素在地壳中的分布非常广泛，而且在生物体内的含量也是非常的高，并
且碳能够在很多反应中形成很多有用的化合物。
另外CDs对生物体一般都是呈现
出低毒性甚至是无毒性等优势性状，这也使得CDs在生物应用方面具有非常大的
潜力，随着科研的不断进步也正在慢慢实现，如CDs作为一种生物荧光标记材料，对生物的相关性状进行实时研究。
最后CDs由于表面都含有大量丰富的含氧基团，具有很好的水溶性。
综合这些原因不难发现CDs受到越来越多学者的追捧也是有
它的道理的。
本文分别从CDs的制备以及应用等几个方面做简单的阐述。
（一）碳量子点制备
取0.2315g邻苯二酚、间苯二酚以及对苯二酚分别溶解在30mL的去离子水中，充分溶解后在通风橱里面快速滴加300μL的乙二胺溶液，最后将溶液转移
到50mL的聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在烘箱中200℃下反应7小时。
反
应完成后将反应液自然冷却至室温，用吸管取出反应后的溶液用0.22μm过滤膜
过滤较大的颗粒，然后再用3500DA的透析膜在去离子水中透析24小时以除去未
反应的原料以及其它杂质颗粒。
透析后的CDs溶液最后用离心机在12000rpm转
速下离心15分钟，最后得到的CDs溶液放在冷冻干燥箱中冷冻干燥72小时，得
到的CDs保存在4℃冰箱中备用。
（一）实验部分
检测三聚氰胺：先配好浓度为1.1mg/mL的CDs溶液以及多种浓度的Mel溶液，溶剂都为去离子水。
取850μL的CDs溶液（先测定CDs的初始荧光强度），150μL的PAH-AgNPs溶液，将CDs溶液与PAH-AgNPs溶液按这种体积比混合并测
定此时混合液的荧光光谱图记录好相关实验数据。
随后分别向上述混合溶液中加
入不同浓度的Mel溶液，反应适当时间后用离心机在5000rpm的条件下离心20
分钟，再分别测量处理后溶液的荧光光谱图并做好相关实验记录。
检测牛奶样中的三聚氰胺：验证该方法对固体牛奶样品中Mel的检测效果。
首先对牛奶做前期的样品处理，具体处理过程如下：称取2.0g牛奶，向牛奶中
依次加入1.5mL10%三氯乙酸、5.0mL乙腈用于去除牛奶中的蛋白质和脂肪，再加
入375μL1.0MNa2CO3去除牛奶中的钙离子。
将混合溶液移至离心管中震荡10min，然后在12000rpm转速下离心15分钟，取上层清液通过0.22μm过滤器去除滤液
中的颗粒物，将滤液稀释至10mL用于分析。
采用加标法向牛奶样品中分别加入
不同浓度的Mel，对加标后的Mel含量进行检测分析。
检测三聚氰胺：在上述优化条件下，随着Mel加入CDs/PAH-AgNPs混合溶液
中的量慢慢增加，混合溶液的荧光也慢慢恢复（如图1A）。
如图4.9B，Mel加入
的量在0.5-30μM范围内时，与荧光恢复强度成线性关系，线性方程为[（F-F'0）/（F0–F'0）]=0.0244[Mel]+0.0042（R2=0.9953）（图1B内插图），其中F0
表示CDs的初始荧光强度，F'0表示混合溶液的荧光强度，F代表混合溶液中分
别加入不同浓度的Mel后的荧光强度。
最终线性范围为0.5-30μM，并且通过
3δ/k计算出该荧光探针对Mel的检测限为43nM（δ代表测量10次不加入Mel
空白荧光信号的标准偏差，k表示测量的出的线性方程的斜率）。
图1（A）CDs/PAH-AgNPs加入不同浓度Mel的荧光光谱图，从a到n对应
Mel的浓度分别是：0，0.5，1.0，2.0，3.5，6.0，8.0，10，15，20，30，40，50，60μM；（B）CDs荧光发射光谱500nm处的荧光强度与加入的Mel量的曲线图，内插图：对应的线性校准曲线。
为了评估CDs对Mel的选择性以及对其他物质的抗干扰能力，分别做了选择
性和干扰性实验。
选择性实验的对象主要是一些常见的离子、有机小分子以及氨
基酸，如K+，Na+，Ni2+，Fe2+，Zn2+，Fe3+，Mg2+，Ba2+，Ca2+，NO3-，Cl-，CO32-，SO42-，PAB，TEA，GUA，PRG，Thr，Arg，His，Asp，Ser，Mel。
结果如
图2A所示，其它离子、有机小分子或者氨基酸加入后CDs荧光恢复相对于Mel
加入后恢复的程度来说都是非常的小，说明该检测体系对Mel具有很好的选择性
效果。
接着做干扰试验，将浓度为50μMMel和其它离子、有机小分子以及氨基
酸分别都存在于待检测体系中用来考察检测Mel的效果，如K+，Na+，Ni2+，
Fe2+，Zn2+，Fe3+，Mg2+，Ba2+，Ca2+，NO3-，Cl-，CO32-，SO42-，PAB，TEA，GUA，PRG，Thr，Arg，His，Asp，Ser，Mel。
结果如图2B所示，Mel与其它干扰
物质共存时也能够使1.1mg/mLCDs与PAH-AgNPs按体积比为17:3混合溶液的荧
光很好的恢复，与不同的干扰物质共存时检测结果偏差在5%以内，说明该检测体
系对Mel的检测具有比较好的抗干扰性。
F代表CDs/PAH-AgNPs混合溶液中加入Mel的荧光强度，F1代表CDs/PAH-AgNPs混合溶液加入干扰物质后的荧光强度，
F2代表CDs/PAH-AgNPs混合溶液在Mel与干扰物质共存情况下恢复的荧光强度。
图2检测体系对几种离子，有机小分子以及氨基酸的选择性实验（A）和干扰实验（B）。
浓度都为50μM，从1到23分别对应：K+，Na+，Ni2+，Fe2+，Zn2+，Fe3+，Mg2+，Ba2+，Ca2+，NO3-，Cl-，CO32-，SO42-，PAB，TEA，GUA，PRG，Thr，Arg，His，Asp，Ser，Mel.
检测牛奶样中的三聚氰胺：实际样品主要是奶粉和液体牛奶。
通过标准加入法对其回收率进行测量，如下表1，CDs荧光探针对Mel的回收率都在97-99%之间，误差基本上控制在3%以内。
该CDs荧光探针可以很好地运用于实际样品中Mel的检测。
表1牛奶样品中三聚氰胺的3次检测结果
三、总结
本论文体系主要是研究开发具有实际应用的碳纳米荧光材料。
对CDs的制备
进行一些列研究比较，根据其特性构建合适的作用机理，实现实际应用。
综上所述，CDs发射光谱与PAH-AgNPs吸收光谱有较好的重叠，基于两者间的内滤效应
建立的荧光检测Mel的方法展现出良好的选择性、抗干扰性，其方法检测限较低，线性检测范围较宽，检测的响应时间较短。
该荧光传感探针成功的应用到实际牛
奶样中三聚氰胺的测定。
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