铋掺杂碳点纳米酶用于食品中谷胱甘肽的三模式检测

《Food Analytical Methods》：Bismuth-Doped Carbon Dot Nanozyme for Three-Mode Glutathione Detection in Food

　　

摘要

在食品中准确检测谷胱甘肽（GSH）对于保护人类健康具有重要意义。以柠檬酸、尿素和硝酸铋为原料，合成了具有蓝色荧光和光响应氧化酶活性的铋掺杂碳点（Bi-CDs）。基于Bi-CDs优异的酶活性和光学特性，开发了一种用于食品中GSH检测的显色-荧光-光热三信号传感模式。在365 nm紫外灯照射下，Bi-CDs能够催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）形成蓝色的氧化态TMB（oxTMB）。在652 nm处出现明显的紫外吸收峰。由于光诱导电子转移（PET）机制，生成的oxTMB能够猝灭Bi-CDs的荧光。在GSH存在下，oxTMB被还原为TMB，从而恢复Bi-CDs的荧光，并且652 nm处的紫外吸收峰逐渐降低。oxTMB在近红外激光照射下表现出光热效应。其光热温度随着GSH浓度的增加而降低，从而实现了GSH的光热检测。实验结果表明，显色、荧光和光热模式的检测范围分别为0–90 μM、0–95 μM和5–95 μM，检测限分别为0.64 μM、0.54 μM和2.79 μM（Scheme 1）。整合的光热检测方法有效地克服了传统光学方法在分析有色或自荧光样品时的局限性，多模式传感平台的交叉验证能力进一步确保了检测结果的可靠性和稳定性。这一协同策略为在多种复杂食品基质中准确检测GSH提供了一项全面且前景广阔的解决方案。

图形摘要

在食品中准确检测谷胱甘肽（GSH）对于保护人类健康具有重要意义。以柠檬酸、尿素和硝酸铋为原料，合成了具有蓝色荧光和光响应氧化酶活性的铋掺杂碳点（Bi-CDs）。基于Bi-CDs优异的酶活性和光学特性，开发了一种用于食品中GSH检测的显色-荧光-光热三信号传感模式。在365 nm紫外灯照射下，Bi-CDs能够催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）形成蓝色的氧化态TMB（oxTMB）。在652 nm处出现明显的紫外吸收峰。由于光诱导电子转移（PET）机制，生成的oxTMB能够猝灭Bi-CDs的荧光。在GSH存在下，oxTMB被还原为TMB，从而恢复Bi-CDs的荧光，并且652 nm处的紫外吸收峰逐渐降低。oxTMB在近红外激光照射下表现出光热效应。其光热温度随着GSH浓度的增加而降低，从而实现了GSH的光热检测。实验结果表明，显色、荧光和光热模式的检测范围分别为0–90 μM、0–95 μM和5–95 μM，检测限分别为0.64 μM、0.54 μM和2.79 μM（Scheme 1）。整合的光热检测方法有效地克服了传统光学方法在分析有色或自荧光样品时的局限性，多模式传感平台的交叉验证能力进一步确保了检测结果的可靠性和稳定性。这一协同策略为在多种复杂食品基质中准确检测GSH提供了一项全面且前景广阔的解决方案。

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