[发明专利]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

说明书

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（m‑CDs）；再利用m‑CDs在强酸性条件下能够专一地与NO₂^‑发生重氮化反应，并发生荧光猝灭，从而可依据m‑CDs荧光强度的变化对NO₂^‑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NO₂^‑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NO₂^‑的快速检测。

技术领域

本发明具体涉及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，属于分析化学和纳米技术领域。

背景技术

硝酸盐（NO₃^-）和亚硝酸盐（NO₂^-）广泛存在于食品和环境中，是自然界中最常见的含氮化合物。NO₃^-广泛用于农业作为植物生长的氮肥；NO₂^-具有防腐性能，通常作为食品增色剂添加到肉制品中以保持良好的外观，此外，NO₂^-可以防止肉毒梭菌的生成，提高肉制品的安全性。但值得注意的是，当NO₃^-还原酶存在时，NO₃^-在消化系统和/或微生物中被还原为NO₂^-。NO₂^-也可以在肠道的酸性环境中转化为N-亚硝胺，成为可能导致食道癌和胃癌的致癌因子。NO₂^-可以将血液中正常的携氧血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，从而失去氧气携带能力并导致组织缺氧。由于高毒性和致病性，水和食物中存在的NO₂^-可引起各种人类疾病。因此，准确、快速检测NO₂^-含量对公共卫生，环境保护和食品安全评估具有重要意义。

荧光分析是一种先进的分析方法，它比电子探针法、质谱法、光谱法、极谱法等都应用的广泛和普及，这同荧光分析具有很多优点是分不开的。荧光分析所用的设备较简单，如目测荧光仪和荧光光度计构造非常简单，完全可以自己制造。同时，比起质谱仪、极谱仪和电子探针仪，荧光分析设备造价上要便宜很多倍，而且荧光分析的最大特点是：分析灵敏度高、选择性强和使用简便。

新型纳米材料在生物分析和检测中引起了广泛的关注。其中，碳量子点是一种新型的碳基零维材料，具有优秀的光学性质，良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点，在医学成像技术、环境监测、化学分析、催化剂制备、能源开发等许多的领域都有较好的应用前景。

发明内容

针对现有NO₂^-的检测方法存在仪器成本高、操作复杂、灵敏度低等问题，本发明提供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，该方法具有灵敏度高、操作简便和荧光可视化半定量分析等优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的目的之一是保护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（m-CDs），其是以间苯二胺为原料、无水乙醇为溶剂，在180 ℃下溶剂热反应12 h后，经硅胶柱分离纯化获得m-CDs。

其中，所用间苯二胺与无水乙醇的质量体积比为10:1 mg/mL。

采用硅胶柱分离纯化时，所用洗脱剂为二氯甲烷与甲醇的混合溶液，两者体积比为15:1。