锰掺杂碳点纳米酶双模式荧光-比色法高效检测饮料中抗坏血酸的研究

针对抗坏血酸（AA）检测方法存在单一信号易干扰、缺乏自校准能力的问题，研究人员通过水热法合成锰掺杂碳量子点（Mn-CQDs）纳米酶，开发了基于荧光增强与TMB氧化还原反应的AA双模式检测技术。该方法的检测限低至0.69 μM（比色法），在饮料基质中验证了其高灵敏度和可靠性，为食品质量监控提供了创新工具。

　　

抗坏血酸（Ascorbic Acid, AA）作为食品添加剂和人体必需营养素，其检测精度直接关系到食品安全与健康管理。然而，传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）操作复杂，电化学法抗干扰能力弱，而单信号光学检测易产生假阳性。针对这些瓶颈，安徽科技学院的研究团队创新性地开发了一种基于锰掺杂碳量子点（Mn-CQDs）纳米酶的双模式传感系统，相关成果发表于《Journal of Food Composition and Analysis》。

研究团队采用组氨酸辅助的一锅水热法合成Mn-CQDs，该材料兼具荧光特性与类过氧化物酶（POD-like）活性。通过催化H₂O₂氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）产生蓝色oxTMB并猝灭荧光，而AA的加入可逆转该过程，实现荧光恢复与oxTMB褪色的双重信号响应。关键技术包括：水热合成纳米酶、荧光光谱分析、紫外-可见分光光度法检测，并在橙汁等功能性饮料中验证方法可靠性。

【Characterization of Mn-CQDs】
扫描电镜（SEM）显示Mn-CQDs呈均匀纳米块结构（图2A），傅里叶变换红外光谱（FT-IR）证实其表面存在羧基、氨基等活性基团（图2B）。X射线光电子能谱（XPS）验证锰以Mn²⁺/Mn³⁺形式掺杂，电子自旋共振（ESR）揭示其通过产生·OH自由基催化TMB氧化。

【检测性能】
荧光法与比色法的线性范围分别为0.5–150 μM和0.5–70 μM，检测限（LOD）达1.54 μM和0.69 μM，显著优于现有传感器。选择性实验表明，Mn-CQDs对AA的响应不受谷胱甘肽（GSH）等干扰物影响。

【实际应用】
在橙汁、维生素饮料等复杂基质中，加标回收率为98.2%-105.3%，相对标准偏差（RSD）<3.5%，证实方法具备实际应用潜力。

该研究首次将Mn-CQDs的荧光-酶活性协同效应应用于AA检测，其双信号自校准机制有效克服单模式检测的局限性。作者Zhigang Ding团队指出，该方法为食品中微量营养素监测提供了新范式，未来可拓展至其他抗氧化剂检测领域。研究获得安徽省高校科研项目（KJ2020ZD012）支持，相关技术已展现产业化应用前景。