一种基于比率测量的荧光开关方法，用于定量分析水和虾肉中的亚甲蓝

《Talanta》：A ratio-metric fluorescent off-on method for quantitative analysis of methylene blue in water and shrimp meat

本研究开发了一种基于碳点（VCDs）的“OFF-ON”比例荧光传感系统，用于高效检测亚甲基蓝（MB）。通过Fe(OH)3与VCDs的淬灭作用及MB触发还原机制，实现低检测限（0.31 nM）和高线性范围（1.337-13.37 nM），并成功应用于虾肉和松花江水样本，验证了其在复杂体系中的可靠性。

　　

Mingxue Zuo|Li Jin|Jianpo Zhang|Shuangbao Li|Zongjun Li

吉林化工技术大学化学与制药工程学院，吉林，132022，中国

摘要

准确检测亚甲蓝（MB）对于严格监管水产品质量和保护消费者健康至关重要，因为亚甲蓝在鱼类运输中被广泛使用。在这项研究中，我们建立了一种基于比率测量的荧光方法来定量测定MB。该传感机制基于碳点（VCDs）的“关-开”荧光切换过程：最初，VCDs的荧光被Fe(OH)₃淬灭（关闭状态），这是由于VCDs与Fe³⁺之间的氧化还原反应；随后Fe³⁺被还原为Fe²⁺。当引入MB时，Fe²⁺再次被还原为Fe³⁺，从而导致VCDs荧光逐渐恢复（开启状态），从而实现MB的定量检测。在优化的实验条件下，该方法对MB的检测范围为1.337至13.37 nM，检测限（LOD）为0.31 nM。此外，该系统也可用于检测Fe(OH)₃，在0.468至5.616 mM的浓度范围内，VCDs的荧光信号变化与Fe(OH)₃浓度之间呈现出良好的线性关系，相应的检测限为0.21 mM。该传感器的优异抗干扰能力和良好的均匀性RSD证实了所开发的比率测量荧光策略的优越性。在实际应用中，该方法成功用于虾肉和松花江水等真实样品中的MB检测，回收率介于81.53%至101.2%之间。总体而言，这些结果表明，所提出的“关-开”比率测量荧光传感系统作为一种可靠且高效的工具，在复杂基质中监测MB具有巨大潜力。

材料与试剂

亚甲蓝购自天津鸿彦试剂厂。FeCl₃购自天津永化学试剂有限公司。FeSO₄购自天津永大化学试剂开发中心。L-抗坏血酸购自中国国家医药集团化学试剂有限公司。乙醇（99%）购自天津大茂化学试剂厂。所有其他试剂均为分析纯级，按原样使用。实验用水为双蒸馏水（>18 MΩ cm）。

VCDs的表征

通过透射电子显微镜（TEM）（图1A）对制备的VCDs的形态进行了表征。VCDs呈现均匀尺寸分布的球形纳米结构。对TEM图像中随机选取的150个颗粒进行统计分析，得到平均直径为3.3 ± 0.1 nm（平均值±标准偏差，SD）。值得注意的是，图1A左上角的高分辨率TEM（HRTEM）图像清晰显示了分辨良好的晶格条纹。

结论

本文制备了具有440 nm和530 nm特征发射波长的双发射荧光碳点（VCDs），采用L-抗坏血酸作为核心前驱体通过简单合成路线制备而成。研究发现，Fe(OH)₃能有效淬灭VCDs的光致发光，而亚甲蓝（MB）的引入则引发了显著的荧光恢复，从而形成了一个高灵敏度的“关-开”传感系统，其检测限（LOD）非常低。

CRediT作者贡献声明

Mingxue Zuo：撰写——初稿，研究。Li Jin：撰写——审阅与编辑，方法学，数据管理，概念化。Jianpo Zhang：撰写——审阅与编辑，资金获取。Shuangbao Li：方法学，概念化。Zongjun Li：撰写——审阅与编辑，数据管理。

利益冲突声明

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致谢

我们非常感谢吉林省科学技术发展计划（编号：20250102097JC）的财政支持。

衰减曲线是使用吉林化工技术大学分析表征中心提供的设备获得的。作者感谢Shiyanjia实验室的Linghui Bu（网址：www.shiyanjia.com）提供的TEM分析帮助。