基于熊胆粉源碳量子点的浓度依赖性荧光传感技术实现食品中加替沙星的高灵敏检测

针对食品中加替沙星（GAT）残留引发的环境与健康风险，研究人员以熊胆粉为前体合成浓度依赖性荧光碳量子点（B-CQDs），构建了检测限低至8 nM的荧光传感器，成功应用于牛奶和蜂蜜样本检测（回收率98.0%-103.77%），为食品安全监测提供绿色高效的解决方案。

　　

抗生素滥用引发的食品安全问题日益严峻，加替沙星（Gatifloxacin, GAT）作为氟喹诺酮类抗生素，其残留可能导致细菌耐药性和人体器官损伤。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）和质谱虽精准但成本高昂，而常规荧光探针又面临灵敏度不足的瓶颈。如何开发兼具经济性、高灵敏度和现场检测能力的传感技术，成为食品安全监测领域的重大挑战。

沈阳药科大学的研究团队独辟蹊径，从传统中药熊胆粉中提取活性成分（如牛磺熊去氧胆酸TUDCA），通过一步水热法合成具有浓度依赖性荧光的生物质碳量子点（Biomass-derived carbon quantum dots, B-CQDs）。研究发现，B-CQDs在15 mg·mL^?1高浓度时发射绿光，而在0.25 mg·mL^?1低浓度时转为蓝光，这种独特的光学特性使其成为GAT检测的理想探针。相关成果发表于《Food Chemistry》，为食品安全监测提供了创新工具。

研究团队运用透射电镜（TEM）确认B-CQDs呈4.60 nm平均粒径的球形结构，X射线光电子能谱（XPS）揭示其表面富含羧基和羟基；通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱系统分析了浓度依赖性的发光机制；基于内滤效应（IFE）和静态猝灭原理构建传感体系，并采用标准添加法验证实际样本检测可靠性。

【Preparation and characterization of B-CQDs】
TEM显示B-CQDs具有0.19 nm晶格间距的石墨烯结构（101晶面），傅里叶变换红外光谱（FT-IR）证实表面存在胆汁酸衍生的氨基和磺酸基团。浓度实验表明，随着B-CQDs浓度增加，其荧光发射峰从440 nm红移至520 nm，这种"蓝移-红移"可逆转换特性为动态检测奠定基础。

【Conclusion】
该传感器对GAT的检测限（8 nM）显著优于同类技术（如Chen等报道的133 nM），且抗干扰实验显示对氯霉素（CHL）、磺胺甲恶唑（SMX）等常见抗生素具有高度选择性。在牛奶和蜂蜜样本中，加标回收率达98.0%-103.77%，相对标准偏差（RSD）<3%，证实其实际应用可靠性。

这项研究不仅开发出性能优异的纳米荧光探针，更揭示了生物质碳点浓度依赖性发光的调控机制：低浓度时粒子间距增大导致蓝移，高浓度时表面基团相互作用引发红移。该成果为食品安全监测提供了经济（熊胆粉废弃物利用）、绿色（水热合成无污染）、快速（响应时间<5分钟）的检测新范式，同时为功能性纳米材料设计提供了理论参考。未来可进一步拓展至其他喹诺酮类抗生素的多重检测体系开发。