热解法制备油溶性碳量子点用于土霉素的检测

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.220340

摘要/Abstract

摘要：

以柠檬酸、谷胱甘肽和油胺为原料，采用热解法制备了油溶性荧光碳量子点（o-CDs）。该o-CDs具有良好的光化学性能以及光学稳定性，激发波长与发射波长分别为375和440 nm，量子产率为0.48。基于土霉素对碳量子点的荧光淬灭效应，建立了一种灵敏度高、选择性好的土霉素荧光检测方法，并将该方法应用于实际样品牛奶中土霉素的检测。土霉素对o-CDs的荧光淬灭程度与土霉素的浓度（0.77~16.12 μg/mL）呈良好的线性关系，检出限为0.14 μg/mL，牛奶样品中的加标回收率在97.13%~104.18%之间，RSD值小于5%，证实了该方法的准确性。该o-CDs有望应用于食品领域中土霉素的检测。

关键词: 热解法, 油溶性碳量子点, 土霉素, 荧光淬灭

Abstract:

Novel oil-soluble fluorescent carbon quantum dots （o-CDs） are prepared by pyrolysis with citric acid， glutathione and oleamine as raw materials. The o-CDs have good photochemical properties and optical stability. The maximum excitation wavelength and emission wavelengths are located at 375 and 440 nm， respectively， and the fluorescence quantum yield is 0.48. A fluorescence sensor with high sensitivity and selectivity for detection of oxytetracycline is established based on the fluorescence quenching effect. The o-CDs based fluorescence sensor exhibits a good linear relationship between the relative fluorescence intensity and the concentration of oxytetracycline （0.77~16.12 μg/mL） with the detection limit of 0.14 μg/mL. Furthermore， the sensor has the potential to determine oxytetracycline in milk samples. The spiked recoveries are in the range of 97.13%~104.18%， and the RSD value is less than 5%. The accuracy of the method is verified. The o-CDs is capable of monitoring oxytetracycline in food industry.

Key words: Pyrolysis method, Oil-soluble carbon dots, Oxytetracycline, Fluorescence quenching

中图分类号:

O655

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图/表 10

图1 基于热解法以CA、GSH和油胺为原料制备o-CDs示意图以及分散系实验

Fig.1 Schematic representation of synthesis process of o-CDs and dispersibility of o-CDs in several solvents

图2 o-CDs合成条件的优化

Fig.2 Optimization of synthesis conditions of o-CDsNote： A. GSH amount； B. oleylamine dosage； C. reaction temperature；D. reaction time of GSH and CA； E. reaction time of oleylamine on the fluorescence intensity of o-CDs

图3 （A） o-CDs的TEM图；（B） o-CDs的粒径分布图

Fig.3 （A） TEM image of o-CDs；（B） Size distribution of o-CDs

图4 N，S-CDs［18］和o-CDs傅里叶红外图

Fig.4 FT-IR spectra of N，S-CDs and o-CDs

图5 （A） o-CDs的XPS全谱图；（B） C1s分谱图；（C） N1s分谱图；（D） O1s分谱图

Fig.5 （A） XPS full spectrum of o-CDs；（B） C1s XPS；（C） N1s XPS；（D） O1s XPS

图6 （A） o-CDs的UV-Vis图、激发波长光谱图和发射波长光谱图；（B）不同激发波长下o-CDs的荧光光谱

Fig.6 （A） UV-Vis， excitation wavelengths and emission wavelength spectra of o-CDs；（B） Fluorescence emissionspectra of o-CDs with different excitation wavelengths

图7 （A）不同抗生素对o-CDs荧光强度的影响；（B） pH值对o-CDs传感器荧光强度的影响；（C） OTC检测反应时间对o-CDs荧光强度的影响

Fig.7 （A） The effect of different antibiotics on fluorescence intensity of o-CDs；（B） The influence of pH on fluorescence intensity of o-CDs sensors；（C） The effect of reaction time of OTC on fluorescence intensity of o-CDs

图8 （A） o-CDs检测OTC的荧光光谱图；（B） OTC浓度对荧光强度影响的线性图；（C） o-CDs的荧光寿命拟合图

Fig.8 （A） Fluorescence spectra of o-CDs sensor for the detection of OTC；（B） The plot of theratios of （F0-F）/F0 versus the concentration of OTC；（C） Fitting diagram of fluorescence lifetime of o-CDs sensor

表1 加标回收法测定牛奶中的OTC

Table 1 Determination of OTC in milk by standard addition recovery method

Samples	Added/（μg·mL^-1）	Found/（μg·mL^-1）	Recovery/%	RSD/%
1	3.83	3.99	104.18	3.74
2	7.67	7.45	97.13	2.51
3	11.50	11.22	97.57	2.83

表2 不同OTC检测方法对比

Table 2 Comparison of different methods for the detection of OTC

Method	Linear range	LOD	Ref.
HPLC	0.32~1000 μg/mL	6.07 μg/mL	［26］
SERS	0.2~22 μg/mL	0.2 μg/mL	［27］
SPE and AuNPs coated capillary electrophoresis	10~200 μg/mL	0.22 μg/mL	［28］
Electrochemical sensor， Biosensor	0.46~46.04 μg/mL	0.15 μg/mL	［4］
Up conversion luminescent nanomaterials	0.05~100 ng/mL	0.04 ng/mL	［29］
Up conversion luminescent nanomaterials	1~10 μg/mL	0.16 μg/mL	［30］
Fluorescence sensor	0.77~16.12 μg/mL	0.14 μg/mL	This work

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