氟掺杂碳量子点的简易合成及其在食品基质中苋菜红荧光定量检测的应用

为解决食品色素检测中传统方法能耗高、成本昂贵的问题，研究人员通过溶剂热法高效制备了氟掺杂碳量子点(F-CQDs)，开发出灵敏度达50 nM的苋菜红荧光检测探针。该探针在杨梅、含糖饮料等复杂食品基质中表现出89.0%-119%的回收率和<4.9%的相对标准偏差，为食品安全监测提供了新型绿色检测方案。

　　

在食品工业蓬勃发展的今天，那些鲜艳诱人的红色糖果和饮料背后，可能隐藏着一个危险的秘密——非法添加的合成色素苋菜红。这种含偶氮基团(-N=N-)的染料虽然着色力强、成本低廉，却被证实具有致癌性和肝肾毒性，尤其对儿童神经系统发育存在严重威胁。尽管国际组织规定了1.5 mg/kg的每日允许摄入量，仍有不法商家为追求产品卖相而超标使用。传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和拉曼光谱不仅设备昂贵，操作流程也极为复杂，难以满足基层食品安全监管的迫切需求。

针对这一技术瓶颈，兴义民族师范学院生物与化学学院的研究人员联合黔西南州食品与环境污染物分析重点实验室，创新性地从常见中药材花椒(Zanthoxylum)中开发出氟掺杂碳量子点(F-CQDs)荧光探针。这项发表于《Inorganic Chemistry Communications》的研究，通过绿色化学方法实现了对苋菜红的高灵敏特异性检测，为食品安全监测提供了新思路。

研究团队主要采用溶剂热合成法制备F-CQDs，通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)表征材料特性，借助透射电子显微镜(TEM)确认纳米结构，并利用时间分辨荧光光谱分析光致发光行为。食品样本来自贵州本地市场的杨梅、糖果和含糖饮料。

【系统调整F-CQDs制备参数】章节显示，通过单因素实验确定最佳反应条件为220°C反应8小时，花椒与NH₄F质量比1:2。所得F-CQDs量子产率达4.81%，在365 nm紫外光下呈现稳定蓝色荧光。

【光学特性与表征】部分证实，直径2-5 nm的F-CQDs具有典型碳核结构，XRD图谱在24°出现石墨烯特征峰。表面含丰富羧基和氟原子，使其在水溶液中分散性良好。

【苋菜红检测性能】研究表明，F-CQDs荧光强度与苋菜红浓度在0.15-75 μM范围内呈线性关系(R²=0.9992)，检测限低至50 nM。相比日落黄、柠檬黄等干扰物，对苋菜红显示出显著选择性。

【实际样品分析】验证环节在杨梅、饮料等复杂基质中进行，平均回收率89.0%-119%，相对标准偏差<4.9%，证实方法可靠性。糖分、有机酸等常见成分未产生明显干扰。

这项研究的意义不仅在于开发出新型纳米荧光探针，更开创性地将地方特色植物资源转化为先进检测工具。F-CQDs探针兼具环保性、经济性和操作简便性，特别适合基层食品安全监管场景应用。研究团队Xiaofang Tian等提出的"从自然中来，到安全中去"的研究理念，为解决食品安全与环境保护的协同发展提供了示范案例。该技术未来有望扩展至其他有害色素检测领域，推动纳米材料在食品安全中的创新应用。