CN115078321B - 一种基于甘蔗糖蜜制备石墨烯量子点快速检测食品添加剂色素的方法 - Google Patents
一种基于甘蔗糖蜜制备石墨烯量子点快速检测食品添加剂色素的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于甘蔗糖蜜制备石墨烯量子点快速检测食品添加剂中色素的方法。将甘蔗糖蜜溶于去离子水，加入或不加入Pb(Ac)2；超声、离心后取上清液于反应釜中，在烘箱中反应，过滤，获得石墨烯量子点原液或铅掺杂石墨烯量子点原液；用超纯水或是聚乙二醇类钝化剂稀释，获得石墨烯量子点溶液、聚乙二醇钝化石墨烯量子点溶液、铅掺杂石墨烯量子点溶液或聚乙二醇钝化铅掺杂石墨烯量子点溶液；加入含有色素的待测溶液；定容，摇匀、静置；通过荧光强度变化结果计算色素含量。本发明既能分别检测单一色素体系中的柠檬黄、喹啉黄或日落黄，又能在多种色素混合溶液中选择性检测柠檬黄、喹啉黄及日落黄三种色素，选择性强、灵敏度高、检测速度快，可用于食品安监领域。
Description
技术领域
本发明涉及荧光纳米材料领域，特别涉及一种基于甘蔗糖蜜制备石墨烯量子点快速检测食品添加剂中色素的方法。
背景技术
色素常被添加到食物中以改善其感官特性。目前，中国GB 2760—2014《食品添加剂使用标准》中规定，可应用于食品中的色素有67种，其中合成色素为11种，天然色素为56种。它们不仅没有营养价值，而且色素含量过高甚至会影响身体的运转(童优芸,王小宝,王晓燕,等.高效液相色谱法同时检测液体食品中6种人工合成色素[J].安徽农业科学,2022,50(4):190-194.)。因此，食品中色素含量的检测工作迫在眉睫。
柠檬黄、日落黄是一种常见的食品着色剂，经常用于药品、食品、化妆品和制药工业，过量使用可能会导致过敏反应、偏头痛、湿疹、焦虑、氧化应激和DNA损伤等(刘凌飞,孙慧娟,崔义坤,等.氮磷掺杂碳点荧光探针用于食品中柠檬黄的快速检测[J].化学研究与应用,2022,34(01):188-198.)，喹啉黄更是在食品中禁用。由于对健康的影响，食品中食用染料的使用也受到法律监督。因此，需要高效、快速、简单和合适的分析技术来保证健康和食品安全。
石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots,简称GQDs)作为一种新型的纳米荧光材料，横向尺寸小于20nm，由于其制备简单、原料易得、选择性强、灵敏度高等优点，在检测领域得到了广泛的应用(王超,李彭,丁俭,等.荧光碳量子点的制备及其在粮油食品安全检测中的应用[J].粮食科技与经济,2021,46(04):89-95.)。杂原子掺杂和表面修饰是调节荧光性能的途径之一，可以制备双功能石墨烯量子点(严平,李在均.双功能石墨烯量子点的制备及在pH荧光检测和细胞成像中的应用[J].分析化学,2018,46(05):670-677.)，杂原子掺杂是将少量的非金属或金属元素引入碳点的晶格中，通过调节其带隙改变电子的跃迁方式，实现对碳点荧光性能的调节；表面修饰是将有利于碳点发光的基团通过共价键、配位键以及π-π相互作用等不同键合方式修饰在碳点表面，以增强碳点的荧光强度，因此石墨烯量子点不仅在荧光成像、生物分析、环境污水监测等有广泛的应用，而且在食品质量安全检测具有巨大的潜力。
迄今为止，已存在多种检测食品添加剂色素的方法，如分光光度法、表面增强拉曼光谱法、液相色谱—质谱联用法、高效液相色谱法和电化学方法等。庞艳玲等采用薄层色谱分离与分光光度法，建立了食品中苏丹红的检测方法，法经济实用，比较适合基层检测机构及小工厂的检测，但样品处理较繁琐(庞艳玲.薄层色谱-紫外可见分光光度法测定食品中的苏丹红Ⅲ、Ⅳ[J].菏泽学院学报,2008(02):68-71+74.)；表面增强拉曼光谱法具有检测时间短，前处理简单，适用范围广等优点，但缺少多组分同时测定的能力，易受荧光成分干扰，限制了其在试验中的进一步应用(艾毅,梁平,吴毅,等.拉曼光谱和表面增强拉曼散射(SERS)对食用色素的快速定性和定量测定[J].食品化学,2018,241:427-433.)；高效液相色谱法具有检测灵敏，定量重现性好，准确度高的优点，是目前合成色素检测的主流分析方法，但仪器价格较高(朱虹,佘晓麒,黄让明.高效液相色谱法同时测定调味料中的8种合成着色剂[J].化学分析计量,2012,21(04):47-49.)；液相色谱—质谱联用法在分析检测合成色素方面有着很多优点，然而它同样存在前处理操作繁杂，检出限高，易受干扰，低含量时难以定性的缺点(戚平,刘佳,毛新武,等.食品中色素检测的研究进展[J].食品与机械,2018,34(11):167-173.)；电分析化学法由于具有仪器价格低廉、操作简单、灵敏度高等优点，受到研究人员的青睐(牛家华,王勇,卢明华.电分析化学法检测食品中有机合成色素的应用进展[J].理化检验(化学分册),2020,56(10):1137-1144.)。以上方法存在检测周期长、设备复杂、易受干扰等多个缺点，极大制约它们在食品安全领域的商业化应用；因此，有必要开发一种经济、简单、环保的食品色素检测策略。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种经济、便携、精确的快速检测食品添加剂中柠檬黄、喹啉黄和日落黄色素的方法。
本发明的目的是提供一种基于甘蔗糖蜜制备石墨烯量子点快速检测食品添加剂中色素的方法。
具体步骤为：
(1)将1.5-2.0mL甘蔗糖蜜溶于25.0-30.0mL的去离子水中，加入或不加入1.0-3.0mL浓度为0.1mol/L的Pb(Ac)2溶液，混匀；
(2)将步骤(1)所得溶液进行超声、离心后取上清液20.0-25.0mL于内衬为聚四氟乙烯的30mL反应釜中，在170℃-200℃的烘箱中反应20-28小时，冷却后进行过滤，得到石墨烯量子点原液或铅掺杂石墨烯量子点原液；
(3)分别取100-150μL步骤(2)所得石墨烯量子点原液，用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，获得石墨烯量子点(GQDs)溶液或聚乙二醇钝化修饰的石墨烯量子点(PEG-GQDs)溶液；分别取100-150μL步骤(2)所得铅掺杂石墨烯量子点原液，分别用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，分别获得铅掺杂石墨烯量子点(Pb-GQDs)溶液或铅掺杂聚乙二醇钝化石墨烯量子点(PEG-Pb-GQDs)溶液。
(4)在步骤(3)所得的GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液中，分别加入含色素柠檬黄、喹啉黄和日落黄中的任一种或多种色素的待测溶液；所得溶液用超纯水或分析纯聚乙二醇类定容至5mL，摇匀、静置5分钟；将溶液放入VARIAN荧光分光光度计的比色皿中，在激发电压、狭缝和激发波长分别为450-550V、4-6nm、350-400nm的测试条件下进行荧光光谱测试。通过荧光强度变化结果计算色素含量。
所述聚乙二醇类为聚乙二醇-200、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600中的一种或多种，优选聚乙二醇-200。
本发明能够以便捷、低成本、高灵敏地选择性检测多种食品添加剂中的色素，该方法的检测试剂为GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液。在单一色素存在下，该方法可以分别检测柠檬黄、喹啉黄和日落黄等三种色素，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测柠檬黄时，其相应的检测线性范围分别为18.00-34.00μmol/L、12.00-24.00μmol/L、4.00-16.00μmol/L和4.00-20.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为4.20μmol/L、3.34μmol/L、2.58μmol/L和2.00μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9894、0.9886、0.9843、0.9777；GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测喹啉黄时，其相应的检测线性范围分别为18.00-34.00μmol/L、18.00-32.00μmol/L、16.00-34.00μmol/L和2.00-10.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为5.29μmol/L、3.59μmol/L、3.25μmol/L和2.20μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9979、0.9927、0.9869、0.9882；GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测日落黄时，其相应的检测线性范围分别为12.00-20.00μmol/L、6.00-24.00μmol/L、4.00-20.00μmol/L和4.00-14.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为5.58μmol/L、4.55μmol/L、4.34μmol/L和2.91μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9924、0.9868、0.9893、0.9908。
还可以在多种色素存在的混合溶液中分别选择性地检测柠檬黄、喹啉黄和日落黄三种色素，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测柠檬黄时，其相应的检测线性范围分别为4.00-26.00μmol/L、2.00-14.00μmol/L、4.00-16.00μmol/L和2.00-14.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为3.42μmol/L、1.82μmol/L、2.43μmol/L和1.68μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9891、0.9901、0.9908、0.9901；GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测喹啉黄时，其相应的检测线性范围分别为12.00-32.00μmol/L、6.00-32.00μmol/L、12.00-26.00μmol/L和14.00-22.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为3.80μmol/L、3.68μmol/L、3.68μmol/L和3.41μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9915、0.9847、0.9863、0.9940；GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测日落黄时，其相应的检测线性范围分别为14.00-38.00μmol/L、4.00-20.00μmol/L、12.00-32.00μmol/L和4.00-22.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为4.67μmol/L、2.86μmol/L、3.81μmol/L和2.69μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9845、0.9886、0.9891、0.9831。
所述待测溶液，包括但不限于薄荷糖、百香果饮料。薄荷糖是以白砂糖、薄荷为原料，调配而成的一种糖果；百香果饮料指市场上进行热卖的一种水果饮料。
本发明的有益效果是：
Pb2+掺杂和PEG表面钝化的双重作用可以提高GQDs对色素的灵敏度。检测同一种色素，PEG-Pb-GQDs体系的检测灵敏度优于GQDs、PEG-GQDs和Pb-GQDs体系，PEG-Pb-GQDs对柠檬黄、喹啉黄和日落黄的最低检测限分别为2.00μmol/L、2.20μmol/L和2.91μmol/L，四种石墨烯量子点溶液对色素的荧光响应程度由大到小分别为柠檬黄、喹啉黄和日落黄。同时还可以在多种混合色素中选择性地检测柠檬黄、喹啉黄和日落黄三种色素，表明四种石墨烯量子点溶液具有检测真实样品中色素含量的巨大潜力。
本发明检测方法速度快、灵敏度高、极限低，在单一色素存在下，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液可以分别检测柠檬黄、喹啉黄和日落黄等三种色素；同时，还可以在含D-果糖、谷氨酸、蔗糖、柠檬酸钠、抗坏血酸、葡萄糖、硫脲、半胱氨酸、过氧化氢、β-环糊精、苯甲酸钠、柠檬黄、喹啉黄和日落黄等色素的混合溶液中选择性检测柠檬黄、喹啉黄和日落黄三种色素。此检测方法方便快捷，不需要借助复杂的仪器设备，极大程度节省了时间、精力和成本，可食品安全检测领域迅速推广，推动相关领域高质量、高水平、高效率发展。
附图说明
图1为实施例1中GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs、PEG-Pb-GQDs的荧光光谱图。
图2为实施例1GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs、PEG-Pb-GQDs的紫外吸收光谱图。
图3为实施例1中(a)GQDs、(b)PEG-GQDs、(c)Pb-GQDs、(d)PEG-Pb-GQDs的TEM图以及相应的粒径分布图(右下角插图)。
图4为实施例1单一色素中(a)GQDs、(b)PEG-GQDs、(c)Pb-GQDs、(d)PEG-Pb-GQDs的荧光猝灭程度与柠檬黄浓度之间的线性关系图。
图5为实施例1单一色素中(a)GQDs、(b)PEG-GQDs、(c)Pb-GQDs、(d)PEG-Pb-GQDs的荧光猝灭程度与喹啉黄浓度之间的线性关系图。
图6为实施例1单一色素中(a)GQDs、(b)PEG-GQDs、(c)Pb-GQDs、(d)PEG-Pb-GQDs的荧光猝灭程度与日落黄浓度之间的线性关系图。
图7为实施例2混合色素中(a)GQDs、(b)PEG-GQDs、(c)Pb-GQDs、(d)PEG-Pb-GQDs的荧光猝灭程度与柠檬黄浓度之间的线性关系图。
图8为实施例3混合色素中(a)GQDs、(b)PEG-GQDs、(c)Pb-GQDs、(d)PEG-Pb-GQDs的荧光猝灭程度与喹啉黄浓度之间的线性关系图。
图9为实施例4混合色素中(a)GQDs、(b)PEG-GQDs、(c)Pb-GQDs、(d)PEG-Pb-GQDs的荧光猝灭程度与日落黄浓度之间的线性关系图。
具体实施方式
实施例1：
(1)将2.0mL甘蔗糖蜜溶于30.0mL的去离子水中，加入或不加入2mL浓度为0.1mol/L的Pb(Ac)2溶液；
(2)将步骤(1)所得溶液进行超声、离心后取上清液20.0mL于聚四氟乙烯为内衬的30mL反应釜中，在190℃的烘箱中反应24小时，冷却后进行过滤，得到石墨烯量子点原液或铅掺杂石墨烯量子点原液；
(3)分别取100-150μL步骤(2)所得石墨烯量子点原液，用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，获得石墨烯量子点(GQDs)溶液或聚乙二醇钝化修饰的石墨烯量子点(PEG-GQDs)溶液；分别取100-150μL步骤(2)所得铅掺杂石墨烯量子点原液，分别用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，分别获得铅掺杂石墨烯量子点(Pb-GQDs)溶液或铅掺杂聚乙二醇钝化石墨烯量子点(PEG-Pb-GQDs)溶液。
(4)步骤(3)所得GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液在紫外光照射下，发明亮蓝色荧光，且具有依赖性(见图1)；透射电子显微镜TEM和HRTEM观察表明(见图2)，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点形貌为球形，平均粒径分别为2.2nm、2.5nm、1.1nm、1.4nm，晶面间距为0.21nm；由紫外-可见吸收光谱图(见图3)可知，四种石墨烯量子点吸收峰的位置相似，均在260nm附近有一个吸收峰；
(5)将步骤(3)所得GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别加入含柠檬黄、喹啉黄和日落黄中的任一种的待测液；
(6)将步骤(5)所得的溶液用超纯水或分析纯聚乙二醇类定容至5mL，摇匀、静置5分钟；
(7)将步骤(6)所得的溶液放入VARIAN荧光分光光度计的比色皿中，在激发电压、狭缝和激发波长分别为550V、5nm、376nm的测试条件下进行荧光光谱测试。
结果显示，在单一色素存在下，该方法可以分别检测柠檬黄、喹啉黄和日落黄等三种色素。当GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测柠檬黄时，其相应的检测线性范围分别为18.00-34.00μmol/L、12.00-24.00μmol/L、4.00-16.00μmol/L和4.00-20.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为4.20μmol/L、3.34μmol/L、2.58μmol/L和2.00μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9894、0.9886、0.9843、0.9777(见图4)；当GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测含喹啉黄待测液时，其相应的检测线性范围分别为18.00-34.00μmol/L、18.00-32.00μmol/L、16.00-34.00μmol/L和2.00-10.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为5.29μmol/L、3.59μmol/L、3.25μmol/L和2.20μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9979、0.9927、0.9869、0.9882(见图5)；当GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别检测含日落黄待测时，其相应的检测线性范围分别为12.00-20.00μmol/L、6.00-24.00μmol/L、4.00-20.00μmol/L和4.00-14.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为5.58μmol/L、4.55μmol/L、4.34μmol/L和2.91μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9924、0.9868、0.9893、0.9908(见图6)。
实施例2：
(1)将2.0mL甘蔗糖蜜溶于30mL的去离子水中，加入或不加入2mL浓度为0.1mol/L的Pb(Ac)2溶液；
(2)将步骤(1)所得溶液进行超声、离心后取上清液20.0mL于聚四氟乙烯为内衬的30mL反应釜中，在190℃的烘箱中反应24小时，冷却后进行过滤，得到石墨烯量子点原液或铅掺杂石墨烯量子点原液；
(3)分别取100-150μL步骤(2)所得石墨烯量子点原液，用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，获得石墨烯量子点(GQDs)溶液或聚乙二醇钝化修饰的石墨烯量子点(PEG-GQDs)溶液；分别取100-150μL步骤(2)所得铅掺杂石墨烯量子点原液，分别用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，分别获得铅掺杂石墨烯量子点(Pb-GQDs)溶液或铅掺杂聚乙二醇钝化石墨烯量子点(PEG-Pb-GQDs)溶液。
(4)步骤(3)所得GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液在紫外光照射下，发明亮蓝色荧光，且具有依赖性；透射电子显微镜TEM和HRTEM观察表明，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点形貌为球形，平均粒径分别为2.2nm、2.5nm、1.1nm、1.4nm，晶面间距为0.21nm；由紫外-可见吸收光谱图可知，四种石墨烯量子点吸收峰的位置相似，均在260nm附近有一个吸收峰；
(5)将步骤(3)所得四种石墨烯量子点溶液分别加入含一定量的柠檬黄及浓度均为0.1mol/L的D-果糖、谷氨酸、蔗糖、柠檬酸钠、抗坏血酸、葡萄糖、硫脲、半胱氨酸、过氧化氢、β-环糊精和苯甲酸钠等12种色素的待测液；
(6)将步骤(5)所得的溶液用超纯水或分析纯聚乙二醇类定容至5mL，摇匀、静置5分钟；
(7)将步骤(6)所得的溶液放入VARIAN荧光分光光度计的比色皿中，在激发电压、狭缝和激发波长分别为550V、5nm、376nm的测试条件下进行荧光光谱测试。通过荧光强度变化结果计算色素含量。
结果显示，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液均可以选择性检测柠檬黄色素，其相应的检测线性范围分别为4.00-26.00μmol/L、2.00-14.00μmol/L、4.00-16.00μmol/L和2.00-14.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为3.42μmol/L、1.82μmol/L、2.43μmol/L和1.68μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9891、0.9901、0.9908、0.9901(见图7)。
实施例3：
(1)将2.0mL甘蔗糖蜜溶于30mL的去离子水中，加入或不加入2.0mL浓度为0.1mol/L的Pb(Ac)2溶液；
(2)将步骤(1)所得溶液进行超声、离心后取上清液20.0mL于聚四氟乙烯为内衬的30mL反应釜中，在190℃的烘箱中反应24小时，冷却后进行过滤，得到石墨烯量子点原液或铅掺杂石墨烯量子点原液；
(3)分别取100-150μL步骤(2)所得石墨烯量子点原液，用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，获得石墨烯量子点(GQDs)溶液或聚乙二醇钝化修饰的石墨烯量子点(PEG-GQDs)溶液；分别取100-150μL步骤(2)所得铅掺杂石墨烯量子点原液，分别用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，分别获得铅掺杂石墨烯量子点(Pb-GQDs)溶液或铅掺杂聚乙二醇钝化石墨烯量子点(PEG-Pb-GQDs)溶液。
(4)步骤(3)所得GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液在紫外光照射下，发明亮蓝色荧光，且具有依赖性；透射电子显微镜TEM和HRTEM观察表明，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点形貌为球形，平均粒径分别为2.2nm、2.5nm、1.1nm、1.4nm，晶面间距为0.21nm；由紫外-可见吸收光谱图可知，四种石墨烯量子点吸收峰的位置相似，均在260nm附近有一个吸收峰；
(5)将步骤(3)所得GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液分别加入含一定量的喹啉黄及浓度均为0.1mol/L的D-果糖、谷氨酸、蔗糖、柠檬酸钠、抗坏血酸、葡萄糖、硫脲、半胱氨酸、过氧化氢、β-环糊精、苯甲酸钠等12种色素的待测液；
(6)将步骤(5)所得的溶液用超纯水或分析纯聚乙二醇类定容至5mL，摇匀、静置5分钟；
(7)将步骤(6)所得的溶液放入VARIAN荧光分光光度计的比色皿中，在激发电压、狭缝和激发波长分别为550V、5nm、376nm的测试条件下进行荧光光谱测试。通过荧光强度变化结果计算色素含量。
结果显示，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液均可以选择性检测喹啉黄，其相应的检测线性范围分别为12.00-32.00μmol/L、6.00-32.00μmol/L、12.00-26.00μmol/L和14.00-22.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为3.80μmol/L、3.68μmol/L、3.68μmol/L和3.41μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9915、0.9847、0.9863、0.9940(见图8)。
实施例4：
(1)将2.0mL甘蔗糖蜜溶于30mL的去离子水中，加入或不加入2.0mL浓度为0.1mol/L的Pb(Ac)2溶液；
(2)将步骤(1)所得溶液进行超声、离心后取上清液20.0mL于聚四氟乙烯为内衬的30mL反应釜中，在190℃的烘箱中反应24小时，冷却后进行过滤，得到石墨烯量子点原液或铅掺杂石墨烯量子点原液；
(3)分别取100-150μL步骤(2)所得石墨烯量子点原液，用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，获得石墨烯量子点(GQDs)溶液或聚乙二醇钝化修饰的石墨烯量子点(PEG-GQDs)溶液；分别取100-150μL步骤(2)所得铅掺杂石墨烯量子点原液，分别用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，分别获得铅掺杂石墨烯量子点(Pb-GQDs)溶液或铅掺杂聚乙二醇钝化石墨烯量子点(PEG-Pb-GQDs)溶液。
(4)步骤(3)所得GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液在紫外光照射下，发明亮蓝色荧光，且具有依赖性；透射电子显微镜TEM和HRTEM观察表明，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点形貌为球形，平均粒径分别为2.2nm、2.5nm、1.1nm、1.4nm，晶面间距为0.21nm；由紫外-可见吸收光谱图可知，四种石墨烯量子点吸收峰的位置相似，均在260nm附近有一个吸收峰；
(5)将步骤(3)所得四种石墨烯量子点溶液分别加入含一定量的日落黄及浓度均为0.1mol/L的D-果糖、谷氨酸、蔗糖、柠檬酸钠、抗坏血酸、葡萄糖、硫脲、半胱氨酸、过氧化氢、β-环糊精、苯甲酸钠等12种色素的待测液；
(6)将步骤(5)所得的溶液用超纯水或分析纯聚乙二醇类定容至5mL，摇匀、静置5分钟；
(7)将步骤(6)所得的溶液放入VARIAN荧光分光光度计的比色皿中，在激发电压、狭缝和激发波长分别为550V、5nm、376nm的测试条件下进行荧光光谱测试。通过荧光强度变化结果计算色素含量。
结果显示，GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs和PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液均可以选择性检测日落黄，其相应的检测线性范围分别为14.00-38.00μmol/L、4.00-20.00μmol/L、12.00-32.00μmol/L和4.00-22.00μmol/L，相应的检测限(LOD)分别为4.67μmol/L、2.86μmol/L、3.81μmol/L和2.69μmol/L，相应的线性相关系数(R2)分别为：0.9845、0.9886、0.9891、0.9831(见图9)。
Claims (1)
1.一种基于甘蔗糖蜜制备石墨烯量子点快速检测食品添加剂中色素的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)将1.5-2.0mL甘蔗糖蜜溶于25.0-30.0mL的去离子水中，加入或不加入1.0-3.0mL浓度为0.1mol/L的Pb(Ac)2溶液；
(2)将步骤(1)所得溶液进行超声、离心后取上清液20.0-25.0mL于内衬为聚四氟乙烯的30mL反应釜中，在170℃-200℃的烘箱中反应20-28小时，冷却后进行过滤，得到石墨烯量子点原液或铅掺杂石墨烯量子点原液；
(3)分别取100-150μL步骤(2)所得石墨烯量子点原液，用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，获得石墨烯量子点(GQDs)溶液或聚乙二醇钝化修饰的石墨烯量子点(PEG-GQDs)溶液；分别取100-150μL步骤(2)所得铅掺杂石墨烯量子点原液，分别用超纯水或分析纯聚乙二醇类稀释至2mL，分别获得铅掺杂石墨烯量子点(Pb-GQDs)溶液或铅掺杂聚乙二醇钝化石墨烯量子点(PEG-Pb-GQDs)溶液；
(4)于步骤(3)所得GQDs、PEG-GQDs、Pb-GQDs及PEG-Pb-GQDs四种石墨烯量子点溶液中，分别加入含柠檬黄、喹啉黄和日落黄中的任一种色素或含多种色素的待测溶液；分别用超纯水或分析纯聚乙二醇类定容至5mL，摇匀、静置5分钟；将溶液放入VARIAN荧光分光光度计的比色皿中，在激发电压、狭缝和激发波长分别为450V-550V、4-6nm、350-400nm的测试条件下进行荧光光谱测试；通过荧光强度变化结果计算色素含量；
所述聚乙二醇类钝化剂为聚乙二醇-200、聚乙二醇-400、聚乙二醇-600中的一种或多种，优选聚乙二醇-200。
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| CN110127854A (zh) * | 2018-02-02 | 2019-08-16 | 中国农业大学 | 利用石墨烯量子点资源化利用废水的方法 |
| CN112067591A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-11 | 江苏省农业科学院 | 基于氮掺杂石墨烯量子点荧光探针的鲜味氨基酸检测方法及探针 |
| WO2021227336A1 (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 暨南大学 | 一种包封石墨烯量子点的纳米脂质体及制备以及其在生物酶活性检测中的应用 |
-
2022
- 2022-06-15 CN CN202210675067.XA patent/CN115078321B/zh active Active
Patent Citations (3)
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| Title |
|---|
| 氮掺杂石墨烯量子点用于定量分析牛血清白蛋白的含量;邱競瑶;陈诗雨;金丽;;分析试验室;20200115(01);全文 * |
| 石墨烯量子点修饰玻碳电极对日落黄的电化学检测;张金磊;凌绍明;段艳;符永芹;韦仁矿;;化学传感器;20170615(02);全文 * |
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