香蕉皮衍生碳量子点的绿色微波合成及其在环苯扎普林盐酸盐生物检测中的应用研究

研究人员利用香蕉皮废弃物通过微波辅助绿色合成法快速制备高荧光碳量子点(CQDs)，开发了一种新型荧光探针用于检测肌肉松弛剂环苯扎普林盐酸盐(CBZ)。该方法具有22.30%量子产率，检测限达0.09 μM，在药物和生物体液分析中展现出优异的选择性和稳定性，为生物医学检测提供了环保高效的解决方案。

　　

在生物医学检测领域，开发高效环保的纳米探针一直是研究热点。传统碳量子点(Carbon Quantum Dots, CQDs)合成方法存在能耗高、污染大等问题，而生物活性分子检测又亟需高灵敏度分析工具。针对这些挑战，Northern Border University（沙特阿拉伯北部边境大学）的研究团队创新性地利用香蕉皮废弃物，通过微波辅助绿色合成技术，在短短9分钟内制备出高性能CQDs，并成功应用于肌肉松弛药物环苯扎普林盐酸盐(Cyclobenzaprine Hydrochloride, CBZ)的精准检测。

研究采用微波功率900 W的快速热解工艺，所得CQDs具有22.30%的荧光量子产率，远超文献报道值。通过FTIR、XRD、EDX、SEM和TEM等多维表征技术证实了无定形CQDs的成功合成。该探针对CBZ的检测展现出0.35-30.0 μM的宽线性范围和0.09 μM的超低检测限，其作用机制经Stern-Volmer分析确认为静态猝灭效应。特别值得注意的是，该方法在人体血浆和尿液样本中回收率达98.2-101.3%，为临床药物监测提供了可靠工具。

微波辅助绿色合成CQDs
研究团队将香蕉皮干燥粉碎后，通过精确控制微波参数（900 W，9分钟）实现碳化，再经纯化获得水溶性CQDs。与传统方法相比，该工艺避免了有毒试剂的使用，能耗降低80%以上。

CQDs表征与性能研究
XRD图谱显示典型无定形碳特征峰，TEM图像证实粒径<10 nm的均匀分散颗粒。荧光光谱显示最佳激发/发射波长为333/465 nm，且在不同pH和离子强度下保持稳定。

CBZ检测机制解析
通过热力学参数和Stern-Volmer曲线证实CBZ与CQDs表面官能团形成基态复合物，导致荧光猝灭。分子对接模拟进一步揭示了氢键和π-π堆积在识别过程中的关键作用。

实际样本验证
在加标实验中，该方法对药品制剂检测误差<2.1%，对生物样本的检测不受常见干扰物影响，验证了其在复杂基质中的适用性。

这项发表于《Microchemical Journal》的研究开创了农业废弃物高值化利用的新途径，其提出的"废弃物-纳米材料-生物检测"技术链条，不仅解决了CQDs规模化生产的环保瓶颈，更为药物监测提供了经济高效的解决方案。特别是微波合成工艺的能耗优势（较传统方法缩短90%时间），使其具备显著的工业化应用前景。研究团队特别指出，该方法可扩展至其他生物活性分子的检测体系，为个性化医疗检测工具的开发提供了新思路。