由卷心菜和荨麻合成的碳点：表征与生物活性

《Journal of the Science of Food and Agriculture》：Carbon dots synthesized from cabbage and nettle: characterization and biological activity

　　

摘要

背景

食品加工产生的生物质废弃物对环境造成问题。卷心菜和荨麻是含有天然杂原子（S、N）结构的高价值生物质资源。本研究以卷心菜和荨麻生物质废弃物为前驱体，合成了S和N掺杂的碳点（CDs）。研究了所合成碳点（CNCDs）对种子发芽、幼苗生长以及针对重金属（Cr⁶⁺、Pb²⁺、Sn⁴⁺、Zn²⁺）的荧光发射行为的影响。由于具有较大的表面积，预期由前驱体中杂原子修饰的CNCDs能够提高发芽率并促进植物生长。种子使用不同浓度（0、0.05、0.1、0.2、0.5、1和2?mg?mL^?1）的CNCDs进行18小时的预处理。为评估预处理对种子的影响，进行了扫描电子显微镜、热重分析、能量色散X射线分析和接触角测量。研究了碳点浓度对根长、茎长、根和茎质量以及叶片中叶绿素（chl）和碳水化合物含量的影响。此外，还调查了抗氧化活性、抗菌活性、生物需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）。

结果

CNCDs破坏了种子表面的疏水层，形成裂纹。浓度为0.1?mg?mL^?1的CNCDs制备的种子发芽更快，与其他CNCD浓度相比具有更好的根长和茎长。CNCDs对Cr⁶⁺表现出最大的荧光猝灭效应。所合成的CNCDs显示出优异的抗氧化和抗菌活性。BOD和COD分别为21?±?1?mg?L^?1和30?±?1?mg?L^?1。

结论

根据这些结果，以适当浓度对CNCDs进行预处理可积极影响种子发芽率、根和茎的生长发育。在适当浓度下，杂原子掺杂的CDs可被视为传统化学肥料的替代品。CNCDs对植物生长的影响需要从各个方面进行进一步研究。? 2026 化学工业学会。

利益冲突

作者声明他们不存在利益冲突。

数据可用性声明

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