CN109520980B - 荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素c的方法 - Google Patents
荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素c的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109520980B CN109520980B CN201811352995.2A CN201811352995A CN109520980B CN 109520980 B CN109520980 B CN 109520980B CN 201811352995 A CN201811352995 A CN 201811352995A CN 109520980 B CN109520980 B CN 109520980B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aqueous solution
- vitamin
- mno
- solution
- fluorescent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 title claims abstract description 130
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 title claims abstract description 63
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 title claims abstract description 63
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 235000013305 food Nutrition 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims abstract description 41
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 24
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims abstract description 21
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Inorganic materials O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 19
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 14
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 2-(N-morpholiniumyl)ethanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)CC[NH+]1CCOCC1 SXGZJKUKBWWHRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 3
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims description 3
- 238000013421 nuclear magnetic resonance imaging Methods 0.000 claims description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000012264 purified product Substances 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract 1
- 230000005311 nuclear magnetism Effects 0.000 abstract 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 7
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 6
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 4
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 206010047623 Vitamin C deficiency Diseases 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 208000010233 scurvy Diseases 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- -1 titration method Chemical compound 0.000 description 2
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 2
- 208000006770 Ascorbic Acid Deficiency Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 239000011852 carbon nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000018514 detection of nutrient Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- HHEAADYXPMHMCT-UHFFFAOYSA-N dpph Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC([N+](=O)[O-])=CC([N+]([O-])=O)=C1[N]N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 HHEAADYXPMHMCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 208000000509 infertility Diseases 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 231100000535 infertility Toxicity 0.000 description 1
- 239000002064 nanoplatelet Substances 0.000 description 1
- 201000009240 nasopharyngitis Diseases 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000003170 nutritional factors Nutrition 0.000 description 1
- 230000000050 nutritive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- HKOOXMFOFWEVGF-UHFFFAOYSA-N phenylhydrazine Chemical compound NNC1=CC=CC=C1 HKOOXMFOFWEVGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940067157 phenylhydrazine Drugs 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 208000020016 psychiatric disease Diseases 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6408—Fluorescence; Phosphorescence with measurement of decay time, time resolved fluorescence
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
本发明公开了一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法，具体步骤为：A、以柠檬酸和甘氨酸为原料，在水热合成反应釜中反应；B、反应完成后冷却至室温收集液相，通过大孔吸附树脂进行纯化；C、旋转蒸发进行浓缩，浓缩液进行冻干，得到白色粉末状的物质，即为碳纳米材料，干燥环境下储存备用；D、以高锰酸钾、十六烷基三甲基溴化钾、吗琳乙磺酸、氢氧化钠为原料，室温下制备MnO2纳米片，混合物经过搅拌后离心，去离子水清洗沉淀物得到MnO2水溶液，紫外测量浓度后稀释至适当浓度备用；E、探针组成由碳纳米材料、MnO2纳米片水溶液、缓冲液构成。本发明成本低，探针制备过程简单、安全，可通过荧光和核磁两种信号实现对维生素C含量的检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法。
背景技术
食品中营养物质的分析检测是食品科学研究中的基础技术，食品中的营养物质包括糖类、脂肪类、蛋白质、维生素、无机盐和水六大营养素，维生素C，通常也被称为抗坏血酸（AA），在水果和蔬菜中含量丰富，维生素C可以作为酶的辅助因子、还原剂、神经递质相关酶的组成成分和必要的营养因子，对维持人类正常生理功能十分重要，同时，维生素C在许多领域也被广泛应用，如在食品、动物饲料、饮料、化妆品和药剂配方中作为抗氧化剂，人体内缺乏维生素C可导致各种疾病，包括普通感冒，坏血病，精神疾病，***症和癌症，但是，维生素C是一种外源性化学物质，不能在人体中合成，只能从食物中获得，以维持人体所需的含量，因此，维生素C的检测对疾病的诊断和日常生活中的食品营养价值的评价具有重要的意义，迄今为止，国内外已经开发了许多用于检测维生素C 的方法，包括滴定法、分光光度法、高效液相色谱法、化学发光法、DPPH法和苯肼比色法等，然而，由于需要昂贵的设备和复杂的预处理，限制了它们在快速检测中的使用，因此，非常需要开发用于维生素C检测的简单，灵敏，选择性高和低成本的双功能检测方法，纳米材料由于其独特的性质受到广泛关注，不同的纳米材料已被广泛研究并应用于不同物质的分析检测当中，其中碳纳米材料因具有较好的生物相容性，可调节的激发和发射光谱，高的稳定性，使其成为一种非常有潜力的传感器。
发明内容
本发明的目的是提供一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、采用甘氨酸和柠檬酸为原材料，将柠檬酸和甘氨酸溶解在水中，得到混合溶液；
B、将混合溶液放于高压反应釜中，将高压反应釜置于高温条件下加热得到悬浮液；
C、将悬浮液经过离心除去不溶性物质，上层液体通过大孔树脂进行纯化；
D、将纯化的碳纳米材料加热，通过旋转蒸发仪浓缩，冻干后得到纯化的荧光碳纳米材料；
E、以高锰酸钾、十六烷基三甲基溴化钾、吗琳乙磺酸、氢氧化钠为原料和混合液，在室温下混合搅拌制备MnO2纳米片；
F、将棕黑色混合液进行离心收集沉淀，去离子水冲洗沉淀，复溶后得到MnO2纳米片水溶液；
G、将荧光碳纳米材料水溶液、MnO2纳米片水溶液以及缓冲液混合后构筑荧光/核磁双功能探针；
H、向探针体系中加入不同浓度的维生素C水溶液，待反应完成后，用荧光分光光度计测量荧光强度，用核磁共振成像分析仪测量弛豫时间，获得标准曲线。
所述步骤A中柠檬酸和甘氨酸均为0.1-1.0 g，水为1-20 mL。
所述步骤B中将高压反应釜置于180-250 ℃条件下加热10-30小时。
所述步骤D中纯化的碳纳米材料加热温度为50-70℃。
所述步骤E中高锰酸钾和十六烷基三甲基溴化钾均为0.5-2 g，吗琳乙磺酸、氢氧化钠和混合液调节至pH=5-7，搅拌时间为8-24小时。
所述步骤G中所用的缓冲液为BR缓冲液，其组成为硼酸、醋酸、磷酸和氢氧化钠，荧光碳纳米材料水溶液为0.1-1 mL，MnO2纳米片水溶液为0.1-1 mL中，缓冲溶液为0.5-2 mL；荧光碳纳米材料浓度为0.1-10 mg/mL，MnO2纳米片的浓度为100-300 μM。
所述步骤H获取的弛豫时间包括横向弛豫时间T2和纵向弛豫时间T1。
所述步骤H中不同浓度的维生素C水溶液的体积为0.2 mL，不同浓度的维生素C水溶液中维生素C 的浓度范围为0-200 μM。
所述步骤H中荧光强度测定时，激发光波长范围是250-360 nm，发射光波长范围是300-500 nm。
本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法，简单易行，成本低，所得碳纳米材料荧光量子产量高，稳定性较好；MnO2纳米片制备过程简单可控，构筑的探针具有较高的检测灵敏性、稳定性及双功能选择性；利用MnO2纳米片对碳纳米材料的荧光淬灭作用与维生素C对探针体系荧光强度的恢复以及水分驰豫时间的改变，可以获得维生素C与荧光强度、维生素C与水分驰豫时间的两条标准曲线；检测范围宽，检测限低；提供的维生素C浓度检测方法具有检测过程操作简单方便、灵敏度高且选择性好，检测结果直观、可定量检测的特点。
附图说明
图1是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例一制备的荧光碳纳米材料的透射电镜示意图。
图2是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例一制备的荧光碳纳米材料的粒径分布图。
图3是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例一制备的荧光碳纳米材料的荧光和紫外光谱图。
图4是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例一制备的荧光碳纳米材料的激发和发射光谱，以及实施例二制备的MnO2纳米片的发射光谱图。
图5是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例二制备的MnO2纳米片的透射电镜示意图。
图6是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例二制备的MnO2纳米片的粒径分布图。
图7是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例二制备的不同浓度MnO2纳米片对实施例一制备的碳纳米材料的荧光淬灭效果图。
图8是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法施例三探针检测维生素C的荧光标准曲线。
图9是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例四探针检测维生素C的核磁横向弛豫时间标准曲线。
图10是本发明一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法实施例四探针检测维生素C的核磁纵向弛豫时间标准曲线。
具体实施方式
如图1至图3所示，高荧光性能荧光碳纳米材料的制备方法，具体包括以下步骤：A、将0.1-1.0 g柠檬酸和0.1-1.0 g甘氨酸溶解在1-20 mL水中；B、将A中所得到的混合溶液放于高压反应釜中，高压反应釜置于烘箱中在高温条件（180-250 ℃）下加热数小时（10-30h）；C、所得的深棕色悬浮液经离心除去大颗粒后，通过大孔树脂吸附，使用水作为洗脱液纯化粗产物提纯荧光碳纳米材料，树脂吸附所用树脂为D101非极性大孔树脂；D、经纯化的产物通过在50-70 ℃条件下旋转蒸发浓缩，然后冷冻干燥，得到纯化的荧光碳纳米材料，为白色粉末；E、MnO2纳米片的制备方法，将0.5-2 g高锰酸钾溶于水中，加入0.5-2 g十六烷基三甲基溴化钾不断搅拌，使之溶解；向上一步骤溶液中滴加吗琳乙磺酸与氢氧化钠混合液（pH=6），继续搅拌；F、将上一步骤中的棕黑色混合液进行离心收集沉淀，去离子水冲洗沉淀复溶，重复3-5次，得到MnO2纳米片水溶液；G、荧光/核磁双功能探针在维生素C检测中的应用，将荧光碳纳米材料配制成浓度为0.5-2 mg/mL的水溶液，将MnO2纳米片水溶液稀释为浓度为50-500μM，配制已知浓度的维生素C水溶液，并处理待测样品，取0.5 mL荧光碳纳米材料水溶液，0.5 ml MnO2纳米片水溶液，0.8 mL缓冲溶液混合构成探针；H、向上一步骤中加入已经配制好的不同浓度的维生素C水溶液，分别作对照组和实验组，检测实验组中的荧光强度与对照组对比，根据维生素C浓度与对应的荧光强度恢复强度建模，得到维生素C浓度与荧光强度之间的标准曲线；向上一步骤中加入已经配制好的不同浓度的维生素C水溶液，分别作对照组和实验组，检测实验组中的水分驰豫时间与对照组进行对比，根据维生素C浓度与对应的水分驰豫时间建模，得到维生素C浓度与水分驰豫时间之间的标准曲线；将上述步骤中处理好的待测样品溶液加入到探针中，采用与步骤H相同的检测方法，得到待测样品的荧光强度，结合步骤H中得到的标准曲线，得到待测样品的维生素C的浓度；上述步骤中的维生素C的浓度为5-200 μM，上述步骤中荧光强度检测的具体条件为采用检测波长范围涵盖280-700 nm的荧光分光光度计，激发波长为280-500 nm，荧光发射峰的波长为350-690 nm，激发波长优选为335 nm，发射波长优选为410 nm，上述步骤中检测的水分驰豫时间包括横向弛豫时间T2和纵向弛豫时间T1。
实施例一，碳纳米荧光探针的制备：将0.5 g柠檬酸和0.5 g甘氨酸溶解在10 mL水中，然后将溶液转移到聚（四氟乙烯）-衬里的高压釜中，在180 ℃下在烘箱中加热24小时并自然冷却至室温后，获得含有荧光碳纳米材料的深棕色悬浮液，在5000 rpm离心5分钟以除去大颗粒后，使用D101大孔吸附树脂柱，水作为洗脱液纯化粗产物，荧光碳纳米材料通过真空旋转蒸发器浓缩，然后冷冻干燥，得到纯化的荧光碳纳米材料，为白色粉末，通过透射电镜TEM如图1，可观察到荧光碳纳米粒子的分散性良好，粒径大小分布在1-5 nm之间，如图2，平均大小在2.3 nm左右；如图3，荧光光谱显示荧光碳纳米材料的最大激发波长为335 nm，最大发射波长为410 nm，随着激发波长的增大，光谱有明显的红移现象，如图3，紫外光谱显示在330 nm的弱峰值具有n-π*电子跃迁的现象。
实施例二，MnO2纳米片水溶液的制备：将0.5 g高锰酸钾充分溶解于500 mL去离子水中，向其中加入1.5 g十六烷基三甲基溴化钾不断搅拌，不断滴加pH=6的吗琳乙磺酸与氢氧化钠混合液50 mL，继续搅拌12 h，将得到的棕黑色混合液进行离心（10000 rpm 5 min）收集沉淀，去离子水冲洗沉淀复溶，重复3-5次，得到MnO2纳米片水溶液，如图5，通过透射电镜TEM可观察到MnO2纳米片呈现片状分布，纳米片大小在1.05 μm左右，Zeta电位为-15.36mV，如图6；固定碳纳米材料的浓度向其中加入不同浓度的MnO2纳米片溶液，如图7，可以看到，随着MnO2纳米片浓度的增大，碳纳米材料的荧光强度被淬灭的越明显，其原因是MnO2纳米片的激发和发射波长范围与碳纳米材料的激发和发射波长范围大部分重合而发生了内滤效应，如图4。
实施例三，维生素C浓度与荧光强度之间的标准曲线的建立：取实施例一中的荧光碳纳米材料，配制成浓度为2 mg/mL的碳纳米材料水溶液，取实施例二中的MnO2纳米片水溶液稀释成浓度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液，配制pH=7的BR缓冲液，另取13支EP管向其中加入0.5 mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.8mL的pH=7的BR缓冲液，然后13支EP管中依次加入0.2 mL的浓度为0，5，10，15，20，30，40，50，60，70，80，90，100 μM的维生素C水溶液，充分混合后室温下静置2 min，采用检测波长范围涵盖280-700 nm的荧光光度计检测标准溶液中的荧光强度F1，检测条件为激发波长为335nm，发射波长410 nm，空白对照组的荧光强度为F0 (激发波长为335 nm，发射波长410 nm )，绘制出荧光恢复强度（（F- F0）/ F0）与维生素C浓度之间的标准曲线，如图8所示，线性回归方程为（F-F0）/ F0 = 0.01079x -0.0681，R2 = 0.984，根据3σ标准（信噪比）计算维生素C的检测限为2.94 μM。
实施例四，维生素C浓度与横向驰豫时间T2之间的标准曲线的建立：取实施例一中的荧光碳纳米材料，配制成浓度为2 mg/mL的碳纳米材料水溶液，取实施例二中的MnO2纳米片水溶液稀释成浓度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液，配制pH=7的BR缓冲液，另取13支EP管向其中加入0.5 mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.8 mL的pH=7的BR缓冲液，然后13支EP管中依次加入0.2 mL的浓度为0，5，10，15，20，30，40，50，60，70，80，90，100 μM的维生素C水溶液，充分混合后室温下静置2 min，使用核磁共振成像分析仪检测每个EP管中样品的横向驰豫时间T2，绘制1000/T2与维生素C浓度之间的标准曲线，如图9所示，线性回归方程分别为1000/T2=0.0474x +0.7871，R2 = 0.997。
实施例五，维生素C浓度与纵向驰豫时间T1之间的标准曲线的建立：取实施例一中的荧光碳纳米材料，配制成浓度为2 mg/mL的碳纳米材料水溶液，取实施例二中的MnO2纳米片水溶液稀释成浓度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液，配制pH=7的BR缓冲液，另取5支EP管向其中加入0.5 mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.8 mL的pH=7的BR缓冲液，然后5支EP管中依次加入0.2mL的浓度为0，20，40，60，80 μM的维生素C水溶液，充分混合后室温下静置2 min，使用核磁共振成像分析仪检测每个EP管中样品的纵向驰豫时间T1，绘制1000/T1与维生素C浓度之间的标准曲线，如图10所示，线性回归方程分别为1000/T1=0.01441x +0.41454，R2 = 0.995。
实施例六，实际样品的检测：取实施例一中的荧光碳纳米材料，配制成浓度为2mg/mL的碳纳米材料水溶液，取实施例二中的MnO2纳米片水溶液稀释成浓度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液，配制pH=7的BR缓冲液，取1支EP管向其中加入0.5 mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL浓度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.8 mL的pH=7的BR缓冲液，0.2mL的实际样品溶液（脉动饮料），另取一只EP管向其中加入0.5 mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL浓度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.6 mL的pH=7的BR缓冲液、0.2 mL的实际样品溶液（脉动饮料）、0.2 mL浓度为20 μM的VC标准液，充分混合后室温静置2 min，同时作空白对照，测得实际样品组荧光强度为F=1805，加标组荧光强度为2188，空白对照组荧光强度为F0=1450，根据线性回归方程为（F-F0）/ F0 = 0.01079x -0.0681计算出样品组合加标组维生素C浓度分别为29.001 μM、53.482 μM，加标回收率为122.405%。
实施例七，实际样品的检测：取实施例一中的荧光碳纳米材料，配制成浓度为2mg/mL的碳纳米材料水溶液，取实施例二中的MnO2纳米片水溶液稀释成浓度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液，配制pH=7的BR缓冲液，取1支EP管向其中加入0.5mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.8 mL的pH=7的BR缓冲液，0.2 mL的实际样品溶液（脉动饮料），另取1支EP管向其中加入0.5mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.6 mL的pH=7的BR缓冲液，0.2 mL的实际样品溶液（脉动饮料）、0.2 mL浓度为20 μM的VC标准液，充分混合后室温下静置2 min，测得实际样品组水分横向驰豫时间T2=463.532，加标组水分横向驰豫时间T2=310.587，根据线性回归方程为1000/T2=0.0474x +0.7871计算出实际样品组和加标组维生素C浓度分别为28.95μM、51.21 μM，加标回收率为111.337%。
实施例八，实际样品的检测：取实施例一中的荧光碳纳米材料，配制成浓度为2mg/mL的碳纳米材料水溶液，取实施例二中的MnO2纳米片水溶液稀释成浓度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液，配制pH=7的BR缓冲液，取1支EP管向其中加入0.5 mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.8 mL的pH=7的BR缓冲液，0.2mL的实际样品溶液（脉动饮料），另取1支EP管向其中加入0.5 mL的2 mg/mL的碳纳米材料水溶液、0.5 mL度为240 μM 的MnO2纳米片水溶液、0.6 mL的pH=7的BR缓冲液，0.2 mL的实际样品溶液（脉动饮料）、0.2 mL浓度为20 μM的VC标准液，充分混合后室温下静置2min，测得实际样品组水分纵向驰豫时间T1=1168，加标组水分横向驰豫时间T1=826，根据线性回归方程为1000/T1=0.01441x +0.41454计算出实际样品组和加标组维生素C浓度分别为30.455μM、55.419 μM，加标回收率为124.82%。
Claims (1)
1.一种荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素C的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、采用甘氨酸和柠檬酸为原材料，将柠檬酸和甘氨酸溶解在水中，得到混合溶液，柠檬酸和甘氨酸的质量均为0.1-1.0 g，水的体积为1-20 mL；
B、将混合溶液放于高压反应釜中，将高压反应釜置于高温条件下加热得到悬浮液，将高压反应釜置于180-250 ℃条件下加热10-30小时；
C、将悬浮液经过离心除去不溶性物质，上层液体通过大孔树脂吸附，使用水作为洗脱液纯化粗产物提纯荧光碳纳米材料；
D、将纯化的产物加热，通过旋转蒸发仪浓缩，冻干后得到纯化的荧光碳纳米材料，加热温度为50-70℃；
E、将高锰酸钾溶于水中，加入十六烷基三甲基溴化钾，使之溶解，再滴加吗琳乙磺酸与氢氧化钠的混合液，在室温下混合搅拌制备MnO2纳米片，高锰酸钾和十六烷基三甲基溴化钾的质量均为0.5-2 g，混合液调节至pH=5-7，搅拌时间为8-24小时；
F、将棕黑色混合液进行离心收集沉淀，去离子水冲洗沉淀，复溶后得到MnO2纳米片水溶液；
G、将荧光碳纳米材料水溶液、MnO2纳米片水溶液以及缓冲液混合后构筑荧光/核磁双功能探针，缓冲液为BR缓冲液，其组成为硼酸、醋酸、磷酸和氢氧化钠，荧光碳纳米材料水溶液的体积为0.1-1 mL，MnO2纳米片水溶液的体积为0.1-1 mL，缓冲液的体积为0.5-2 mL；荧光碳纳米材料水溶液的浓度为0.1-10 mg/mL，MnO2纳米片的水溶液的浓度为100-300 μM；
H、向探针体系中加入不同浓度的维生素C水溶液，待反应完成后，用荧光分光光度计测量荧光强度，用核磁共振成像分析仪测量弛豫时间，获得标准曲线，获取的弛豫时间包括横向弛豫时间T2和纵向弛豫时间T1，不同浓度的维生素C水溶液的体积为0.2 mL，不同浓度的维生素C水溶液的浓度范围为0-200 μM，荧光强度测定时，激发光波长范围是250-360 nm，发射光波长范围是300-500 nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811352995.2A CN109520980B (zh) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素c的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811352995.2A CN109520980B (zh) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素c的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109520980A CN109520980A (zh) | 2019-03-26 |
| CN109520980B true CN109520980B (zh) | 2021-07-06 |
Family
ID=65777843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811352995.2A Active CN109520980B (zh) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素c的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109520980B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110501494B (zh) * | 2019-07-16 | 2020-10-09 | 中国农业大学 | 一种基于二氧化锰纳米花和荧光材料的微生物检测方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104597019A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-06 | 郑州大学 | 一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层的原位复合体系及其用于检测谷胱甘肽含量的使用方法 |
| CN105838365A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-10 | 曲阜师范大学 | 荧光碳点CDs溶液、CDs-MnO2复合材料及其制备方法和应用 |
| CN106483110A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-03-08 | 安徽师范大学 | 一种荧光生物传感器，其制备方法以及用途 |
| CN107290311A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-10-24 | 江苏大学 | 一种荧光传感器“关‑开”检测维生素c的方法 |
| CN108083256A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-29 | 大连工业大学 | 高荧光性能荧光碳量子点的制备方法及其在Cr（VI）检测中的应用 |
-
2018
- 2018-11-14 CN CN201811352995.2A patent/CN109520980B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104597019A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-06 | 郑州大学 | 一种基于碳量子点/二氧化锰纳米片层的原位复合体系及其用于检测谷胱甘肽含量的使用方法 |
| CN105838365A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-10 | 曲阜师范大学 | 荧光碳点CDs溶液、CDs-MnO2复合材料及其制备方法和应用 |
| CN106483110A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-03-08 | 安徽师范大学 | 一种荧光生物传感器，其制备方法以及用途 |
| CN107290311A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-10-24 | 江苏大学 | 一种荧光传感器“关‑开”检测维生素c的方法 |
| CN108083256A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-29 | 大连工业大学 | 高荧光性能荧光碳量子点的制备方法及其在Cr（VI）检测中的应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于二氧化锰纳米片-发光金属配合物体系的荧光-磁共振双模式谷胱甘肽生物成像技术;宋波 等;《第五届全国原子光谱及相关技术学术会议》;20180930;第58页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109520980A (zh) | 2019-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2020087835A1 (zh) | 基于双发射量子点/银纳米粒复合物的霜脲氰比率荧光探针的制备方法 | |
| CN108083256A (zh) | 高荧光性能荧光碳量子点的制备方法及其在Cr（VI）检测中的应用 | |
| Shi et al. | An off-on fluorescent probe based on graphene quantum dots intercalated hydrotalcite for determination of ascorbic acid and phytase | |
| Zhang et al. | Carbon quantum dots as fluorescence turn-off-on probe for detecting Fe3+ and ascorbic acid | |
| Hu et al. | A rapid and sensitive turn-on fluorescent probe for ascorbic acid detection based on carbon dots–MnO 2 nanocomposites | |
| Shi et al. | Concentration-dependent multicolor fluorescent carbon dots for colorimetric and fluorescent bimodal detections of Fe 3+ and l-ascorbic acid | |
| CN112067587A (zh) | 一种高量子产率硫量子点的制备及其用于抗坏血酸的测定方法 | |
| CN107300544B (zh) | 一种亚铁离子的检测方法 | |
| CN112903635B (zh) | 一种双发射CDs/R6G@ZIF-8比率荧光探针在检测Fe3+中的应用 | |
| CN109777405A (zh) | 一种红蓝双发射荧光碳点及用于同时检测Al3+和Cu2+离子的荧光分析方法 | |
| Yang et al. | On–off–on fluorescence sensing of glutathione in food samples based on a graphitic carbon nitride (gC 3 N 4)–Cu 2+ strategy | |
| CN114540022B (zh) | 纤维素基碳量子点的制备及在尿酸检测中的应用 | |
| CN109520980B (zh) | 荧光/核磁双功能探针检测食品中维生素c的方法 | |
| Tian et al. | Preparation of sulphuric acid-mediated N, S-codoped red emissive carbon dots: Applications in food dyes detection, solid-state luminescence and cell imaging | |
| CN115044370A (zh) | 一种检测多种金属离子的杂元素掺杂红光碳点及其制备方法和应用 | |
| CN114839171A (zh) | 一种基于深紫外发射碳点检测牛奶中四环素类抗生素的方法 | |
| CN114958360A (zh) | 一种氮硫双掺杂碳量子点的制备方法及应用 | |
| Peng et al. | A novel dual emission ratiometric fluorescence sensor Eu3+/CDs@ UiO-66 to achieve Cu2+ detection in water environment | |
| Gao et al. | One-pot synthesis of efficient multifunctional nitrogen-doped carbon dots with efficient yellow fluorescence emission for detection of hypochlorite and thiosulfate | |
| Liu et al. | Ratiometric visualization of folic acid with a smartphone-assisted fluorescence paper device based on gadolinium and nitrogen co-doped CDs | |
| CN115521786B (zh) | 一种红光碳点、其制备方法及在亮蓝检测中的应用 | |
| CN109884023B (zh) | 锌离子检测方法及锌离子检测用发光纳米探针的制备方法 | |
| Wang et al. | Polyamidoamine dendrimer-armed fluorescent magnetic nanoparticles for sensitive and selective determination of nitrite in beverages | |
| Zhang et al. | Developed ratiometric fluorescent probe as a logic platform for potential diagnosis of thyroid disease and diabetes and fluorescent ink | |
| Meng et al. | Nanosensor composed of n-doped carbon dots for highly selective detection of riboflavin |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |