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氧化钒量子点的制备及其在谷胱甘肽传感器构建中的应用

侯晋杰

氧化钒量子点的制备及其在谷胱甘肽传感器构建中的应用

侯晋杰1
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作者信息

  • 1. 西北农林科技大学
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摘要

随着现在生活水平的不断提高,人们对于健康的饮食要求已经变得越来越高。谷胱甘肽(GSH)作为一种内源活性肽,在调节氧化还原平衡、维持免疫系统、转导细胞内信号等生理过程中起着关键作用。人体虽然能够产生谷胱甘肽,但是远远不能满足人体各种生命活动。GSH这种重要的生物硫醇除了在人体内产生外,还可以从富含谷胱甘肽的食物或口服补充剂中不断吸收。然而近年来,有很多的不法商贩以次代好,严重损害了消费者的自身健康和切身利益。因此,对食品中GSH的定量检测已成为了科研工作者研究的热点,并且开发可靠、高效的GSH水平定量检测策略具有非常重要的意义,可为疾病诊断和日常谷胱甘肽补充提供参考。本文通过低温诱导的液相剥离法合成了具有氧化还原特性及蓝色荧光的氧化钒量子点,并用于成功构建荧光“开-关-开”传感器来定量检测GSH。主要的研究内容及结果如下: (1)氧化钒量子点的合成及表征。首先,比较了传统液相剥离法与低温介导的液相剥离法所制备氧化钒量子点的尺寸大小与荧光强度。透射电子显微镜图及荧光图谱证明了低温介导的液相剥离法具有更大的优势。然后,利用三种极性不同的溶剂及低温介导的液相剥离法制备得到氧化钒量子点,并通过透射电子显微镜(TEM)研究了三种氧化钒量子点的形貌和大小。研究结果表明,在三种极性不同的溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF),乙醇(Ethanol)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)下合成的氧化钒量子点,它们的粒径大小分别是13.15±1.85nm,8.06±1.03nm和5.56±0.88nm(数量为100个)。接着研究了这三种氧化钒量子点的荧光强度及量子产率。结果表明,当溶剂为NMP时,氧化钒量子点的荧光强度和量子产率都是三者中最高的,因此我们选择了NMP作为溶剂合成的氧化钒量子点,并继续后续的实验。 (2)基于氧化钒量子点与高锰酸根离子荧光传感器的构建及性能评价。首先,氧化钒量子点具有较好的稳定性和荧光特性,当加入高锰酸钾水溶液后,氧化钒量子点能够诱导高锰酸根离子(MnO4-)自发形成MnO2纳米片,从而引起氧化钒量子点荧光的猝灭。随后GSH的添加能够促使MnO2纳米片还原成Mn2+,从而使氧化钒量子点的荧光恢复。因此,成功构建了基于“开-关-开”的GSH响应型荧光传感器。结果表明,在最佳的检测条件下,该荧光传感器GSH的检测限为0.254μM,并且该传感器对GSH的检测具有良好的选择性。此外,该传感器成功的应用于水果蔬菜中GSH的检测,回收率为91.96%~106.87%。因此,基于氧化钒量子点与高锰酸根离子的荧光“开-关-开”传感器为食品中氧化还原类物质的检测提供了新的角度。

关键词

食品检测/荧光传感器/氧化钒量子点/谷胱甘肽/定量检测

引用本文复制引用

授予学位

硕士

学科专业

食品工程

导师

王丽

学位年度

2022

学位授予单位

西北农林科技大学

语种

中文

中图分类号

TS
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