从高灵敏度的氯四环素检测到柔性荧光膜：Corydalis衍生物蓝色荧光碳点的双重功能探索

《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》：Bifunctional exploration of Corydalis-derived blue fluorescent carbon dots: From high-sensitivity chlortetracycline detection to flexible fluorescent membranes

本研究采用延胡索为碳源、甘氨酸为氮源，通过一步水热法制备出蓝色荧光碳点（B-CDs），其具有优异的高温、高盐及宽pH（2-12）稳定性。B-CDs在CTC检测中展现出良好线性关系（20-90 μM）和超低检测限（0.22 μM），且与PVA复合膜在紫外线下表现出优异柔韧性和光学性能，为环境监测和材料科学提供新方法。

　　

作者：龙美玲 | 吴少贵

四川师范大学化学与材料科学学院，中国成都 610066

摘要

本研究采用一步溶剂热法，以 Corydalis 为碳源、甘氨酸为氮源，成功合成了蓝色荧光碳点（B-CDs）。制备的 B-CDs 在高温、高盐度及宽 pH 范围（2?12）下表现出优异的稳定性。一方面，B-CDs 作为荧光探针在检测氯四环素（CTC）方面显示出良好的应用前景，在 20–90 μM 浓度范围内具有线性关系，检测限低至 0.22 μM。另一方面，将 B-CDs 与聚乙烯醇（PVA）混合制备的荧光膜在紫外光照射下可发出蓝色荧光，同时保持优异的柔韧性和光学性能。这项工作不仅提供了一种高灵敏度且易于使用的 CTC 检测方法，还拓展了碳点在环境监测和材料科学中的应用潜力。

引言

在技术快速发展的时代，纳米材料与生物医学检测的跨学科整合不断带来新的突破 [1,2]。Corydalis 是一种广泛分布的药用植物，具有抗炎、镇痛和心脏保护作用 [3,4]，因其潜在的治疗价值而受到广泛研究关注。本研究探讨了利用 Corydalis 作为前体开发新型纳米材料的可行性，旨在利用其独特的生物活性来制造功能性纳米材料。

碳点（CDs）是一种基于碳的纳米材料，具有可调的表面性质和简便的合成方法 [5,6]，通过表面修饰在分子识别和目标检测方面表现出卓越的能力 [7], [8], [9]。将 Corydalis 的天然特性与碳点的纳米级优势相结合，为设计高性能纳米材料提供了新的途径。

氯四环素（CTC）是一种常用的四环素类抗生素，在临床治疗和畜牧业中广泛应用。然而，其过度使用会带来严重的风险，包括细菌耐药性、生态破坏和人类健康危害 [10], [11], [12]。因此，建立快速、准确、灵敏的 CTC 检测方法对于食品安全、环境保护和公共卫生至关重要。荧光碳点具有优异的荧光稳定性、高量子产率和良好的生物相容性 [13], [14], [15], [16]，已成为有前景的抗生素检测纳米传感器。CDs 与 CTC 之间的相互作用可诱导荧光增强或淬灭，实现纳摩尔级别的定量分析 [17,18]。与传统分析技术相比，基于荧光的检测方法具有简便性、选择性和成本效益的优势 [19], [20], [21], [22]。

仪器与试剂

仪器：紫外-可见分光光度计（756PC，上海 Sunny Hengping 科学仪器有限公司），荧光分光光度计（F98，上海 Longguan 光学仪器有限公司），高分辨率透射电子显微镜（HRTEM，JEOL），X 射线衍射仪（XRD，D-Max 2550），傅里叶变换红外光谱仪（FTIR，VERIEX 70），X 射线光电子能谱仪（XPS，Kratos AXIS Ultra DLD），HT-140SC-05 万能试验机（广东 Hongtuo 仪器科技有限公司）

B-CDs 的结构表征

系统研究了 B-CDs 的结构特征。透射电子显微镜（TEM）图像显示 B-CDs 呈整体椭圆形形态，平均直径约为 3.2 nm（图 2a）。X 射线衍射（XRD）图谱（图 2b）在约 25° 处显示出宽衍射峰，表明 B-CDs 为非晶态 [23]。傅里叶变换红外光谱（FTIR）（图 2c）识别出关键官能团：3435 cm^?1 处的峰

结论

本研究采用一步溶剂热法，以甘氨酸为氮源，成功合成了源自 Corydalis 的蓝色荧光碳点（B-CDs）。制备的 B-CDs 在 396/465 nm 处具有最佳激发/发射波长，不同溶剂中的量子产率范围为 11.91% 至 27.98%。通过 XRD、FTIR 和 XPS 的结构分析证实了氮的掺杂效果，并发现了含氧/氮的官能团。

作者贡献声明

龙美玲：撰写——初稿、实验研究、数据分析。吴少贵：撰写——审稿与编辑、项目管理、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

感谢密西西比州立大学化学系的张东茂教授、徐秀珠博士、薛凌等人提供的宝贵建议。