一种基于麒麟菜制备碳量子点的方法及在四环素检测中的应用

本发明属于四环素检测，尤其涉及一种基于麒麟菜制备碳量子点的方法及在四环素检测中的应用。

背景技术：

1、四环素(tc)是一种广谱型抗生素，对革兰氏阳性和革兰氏阴性微生物都具有抗菌作用。由于其良好的吸收性和低廉的成本，它已被广泛应用于人类医药、水产养殖、渔业、牧业和兽医领域。然而，过量吸收tc会对生物体的健康产生不利影响，如细菌耐药性、肝脏损伤和牙齿发育障碍，导致养殖产量降低，不利于养殖业的发展。此外，由于tc在自然环境下很难被降解，过度使用可能会导致自然环境中的tc残留含量过高，对生物产生危害。因此，为了更好地控制生物体与环境中的tc残余量，实现对四环素的高灵敏和高选择性检测具有非常重要的意义。

2、目前，检测水质中抗生素含量的方法有，高效液相色谱法、微生物法、化学发光法、免疫分析法、分光光度法、电化学分析法和荧光分析法等，其中高效液相色谱法为被应用最多。这些方法除荧光分析法外都存在不可忽视的缺点是检测步骤繁杂，时限过长。由于传统荧光分析法使用的荧光剂存在检测限度与生物不相容性限制了大规模使用，因此十分有必要发掘出一种高效的、生态友好的材料作为荧光分析法中检测四环素类抗生素的有效手段。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于麒麟菜制备碳量子点的方法及在四环素检测中的应用。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明的技术方案之一：

4、一种基于麒麟菜制备碳量子点的方法，包括以下步骤：

5、将麒麟菜剪碎，碳化，碳化结束后自然冷却至室温，研磨成粉末，将所述粉末与氢氧化钾、过氧化氢和去离子水混合，进行回流反应得到黄棕色溶液，将所述黄棕色溶液的ph值调至中性，过滤，纯化，得到碳量子点(e-cqds)溶液，冷冻干燥所述碳量子点溶液，得到e-cqds。

6、进一步地，所述碳化的温度为200-300℃，时间为2-8小时；优选地，碳化的温度为230-260℃，时间为3-5小时；更优选地，所述碳化的温度为250℃，时间为4小时。

7、进一步地，所述粉末与氢氧化钾、过氧化氢和去离子水的质量体积比为0.1g∶0.3g∶2ml∶50ml。

8、进一步地，所述过氧化氢的质量浓度为30％。

9、进一步地，所述回流反应的温度为80-130℃，时间为8-14小时；优选地，回流反应的温度为90-110℃，时间为9-11小时；更优选地，所述回流反应的温度为100℃，时间为10小时。

10、进一步地，用0.1m hcl把所述黄棕色溶液的ph值调至中性。

11、进一步地，所述过滤为用0.22μm微孔滤膜进行过滤。

12、进一步地，所述纯化为用500da透析膜进行纯化，所述纯化的时间为48小时。

13、进一步地，所述冷冻干燥的时间为48小时。

14、更进一步地，所述基于麒麟菜制备e-cqds的方法如下：

15、将剪碎的麒麟菜在250℃的马弗炉中碳化4小时，把碳化后的材料自然冷却至室温，研磨成粉末，在圆底烧瓶中依次加入0.1g碳化材料粉末、0.3g koh、2ml过氧化氢(质量浓度为30％)和50ml去离子水，使用油浴锅在100℃的冷凝回流条件下搅拌10小时，得到黄棕色溶液，然后用0.1m hcl把黄棕色溶液的ph值调至中性，并用0.22μm微孔滤膜进行过滤，得到滤液，滤液用500da透析膜纯化48小时后，即可得到纯净的e-cqds溶液(保存于4℃备用)，e-cqds溶液经过真空冷冻干燥48小时后，可获得e-cqds固体。

16、麒麟菜(eucheuma muricatum)是一种大型海洋经济红藻，含有大量的卡拉胶和粗纤维，主要用途是提取卡拉胶。本发明以含有丰富官能团的麒麟菜为原料，用温和无污染的化学氧化法制备出光致发光的蓝色荧光的碳量子点，其具备良好的水溶性、稳定性以及优异的荧光性能。与传统方法不同的是，本发明是采用麒麟菜作为碳源与氮源，并且制备过程更加简便和绿色温和，基于麒麟菜制备的碳量子点在表面上还保留着丰富的官能团，可以使碳量子点具备良好的水溶性、稳定性以及优异的荧光性能，且对四环素具有良好的选择性。并非所有碳量子点都对四环素具有选择性，但本发明于麒麟菜制备的碳量子点可以用于四环素检测，还具有高度的选择性和灵敏度，反应迅速且检出限低至0.47μm。

17、本发明的技术方案之二：

18、本发明还提供一种由上述方法制备得到的碳量子点，颗粒分布均匀，平均粒径约为5nm，所有颗粒均小于10nm。

19、本发明的技术方案之三：

20、本发明还提供所述的碳量子点在四环素检测中的应用。e-cqds对tc具有非常良好的选择性和抗干扰性，适用于tc的特异性检测。

21、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

22、(1)本发明合成方法简单，e-cqds的绝对量子产率可达1.46％。本发明制备合成的e-cqds颗粒分布均匀，最佳实施例的平均粒径约为5nm，最大颗粒直径为9nm，最小颗粒直径为2nm，所有颗粒均小于10nm。

23、(2)本发明制备的e-cqds具有良好的荧光稳定性，在不同领域与不同环境下应用具有很好的基础条件与巨大的潜力。

24、(3)本发明制备的e-cqds对tc的检测过程非常迅速且反应完全，对tc具有非常良好的选择性和抗干扰性，适用于tc的特异性检测。

技术特征：

1.一种基于麒麟菜制备碳量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于麒麟菜制备碳量子点的方法，其特征在于，所述碳化的温度为200-300℃，时间为2-8小时。

3.根据权利要求1所述的基于麒麟菜制备碳量子点的方法，其特征在于，所述粉末与氢氧化钾、过氧化氢和去离子水的质量体积比为0.1g∶0.3g∶2ml∶50ml。

4.根据权利要求1所述的基于麒麟菜制备碳量子点的方法，其特征在于，所述回流反应的温度为80-130℃，时间为8-14小时。

5.根据权利要求1所述的基于麒麟菜制备碳量子点的方法，其特征在于，用0.1m hcl把所述黄棕色溶液的ph值调至中性。

6.根据权利要求1所述的基于麒麟菜制备碳量子点的方法，其特征在于，所述过滤为用0.22μm微孔滤膜进行过滤。

7.根据权利要求1所述的基于麒麟菜制备碳量子点的方法，其特征在于，所述纯化为用500da透析膜进行纯化，所述纯化的时间为48小时。

8.根据权利要求1所述的基于麒麟菜制备碳量子点的方法，其特征在于，所述冷冻干燥的时间为48小时。

9.一种碳量子点，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。

10.权利要求9所述的碳量子点在四环素检测中的应用。

技术总结本发明提出了一种基于麒麟菜制备碳量子点的方法及在四环素检测中的应用，属于四环素检测技术领域，将麒麟菜剪碎，碳化，碳化结束后自然冷却至室温，研磨成粉末，将所述粉末与氢氧化钾、过氧化氢和去离子水混合，进行回流反应得到黄棕色溶液，将所述黄棕色溶液的pH值调至中性，过滤，纯化，得到碳量子点溶液，冷冻干燥所述碳量子点溶液，得到碳量子点，对TC的检测过程非常迅速且反应完全，对TC具有非常良好的选择性和抗干扰性，适用于TC的特异性检测。技术研发人员：温燕梅,黎婉君,罗坤,吴育廉受保护的技术使用者：广东海洋大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9