新型汞离子CQDs-CuNCs比率荧光探针的构建及在螃蟹中的应用

作者：石吉勇; 李文亭; 胡雪桃; 史永强; 邹小波^*

来源：光谱学与光谱分析, 2019, 39(12): 3925-3931.

• 铜纳米簇
• 碳量子点
• 2+" name="keyword">Hg2+
• 比率型荧光探针

汞是一种典型的低剂量高毒性物质,广泛存在于环境和水体中,可通过食物链传递并累积,从而对人体造成危害。因此,准确快速的监测食品中汞离子(Hg2+)含量对于保障食品安全具有重要意义。目前,常用的Hg2+检测方法包括液相色谱-原子荧光光谱法(LC-AFS)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)、电化学法和荧光分析法。比率型荧光探针具有双发射荧光特性,其中内置校准功能可降低因探针浓度和各种环境因素产生的检测误差,可以有效的克服单发射荧光探针的不足。本研究提出了基于碳量子点(CQDs)和铜纳米簇(CuNCs)的新型比率型荧光探针用于螃蟹中Hg2+的快速检测。主要研究内容和结果如下:(1)CQDs-CuNCs复合体系的制备。以蔗糖为碳源,聚乙二醇为钝化剂,通过微波介导法合成CQDs;以抗坏血酸为还原剂和稳定剂通过水热法合成CuNCs,后通过自组装制成CQDs-CuNCs复合体系。(2)CQDs-CuNCs复合体系的表征。利用高倍透射电子显微镜(HRTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FL)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对CQDs-CuNCs复合体系表征,结果显示,该研究成功合成了具有双发射特性的CQDs-CuNCs比率型荧光探针。(3)CQDs-CuNCs复合体系的稳定性测试。将CQDs-CuNCs比率型探针与传统的单通道CuNCs探针的稳定性进行对比。结果表明,当探针浓度漂移和测量温度波动时, CQDs-CuNCs比率型探针比单发射的CuNCs抗干扰能力更强,稳定性更高。(4)CQDs-CuNCs复合体系对Hg2+的检测。当Hg2+存在时,复合体系中的CuNCs发生团聚,而CQDs基本不受影响,导致443 nm处的CuNCs荧光猝灭而545 nm处的CQDs荧光强度几乎不变。依据荧光强度的比值(I443 nm/I545 nm)与Hg2+浓度的关系实现定量检测。在对标准Hg2+检测时, CQDs-CuNCs复合体系的I443 nm/I545 nm和单发射CuNCs的猝灭率与Hg2+浓度(0.1～12μmol·L-1)均呈现良好的线性关系,相关系数分别达到0.994 7和0.991 6,检测限(3σ/S)分别为2.83和3.62 nmol·L-1。在螃蟹样品检测中, CQDs-CuNCs比率型探针和单发射的CuNCs得到回收率分别为102.5%～105.4%和104.2%～112.5%,说明CQDs-CuNCs复合体系比单发射CuNCs对Hg2+具有更高的灵敏性和稳定性。以上结果表明,本研究所构建的CQDs-CuNCs比率型荧光探针能够用于食品中Hg2+的快速、准确检测。

• 单位
  江苏大学; 食品与生物工程学院