食品基碳量子点的制备、生物活性及其在食品包装中的应用

碳量子点是一种尺寸小于10 nm的新型碳纳米材料,因其优异的光学特性受到国内外学者的广泛关注。目前用于合成碳量子点的食品主要来自果蔬及其制品、乳及乳制品、肉及肉制品和水产品及其制品等。一步水热合成法是制备食品基碳量子点最常用的方法。因此,食品基碳量子点相比于化学材料合成的碳量子点具有易于合成、价格低廉、绿色无毒、生物相容性好等优势。并且食品基碳量子点表面通常带有丰富的官能团与杂元素,赋予了碳量子点更优异的抗癌、抗氧化和抗菌等功能活性。目前在生物医学、功能性材料、食品检测等领域广泛应用。近年来,由于食品基碳量子点优异的抗氧化、抗菌和光学活性已被添加到食品包装系统中,增强食品包装紫外屏蔽、抗氧化和抗菌等性能。本文综述了以食品为原料的碳量子点制备方法和原料来源,探讨了食品基碳量子点的优势及其生物活性,以及添加食品基碳量子点的活性包装在果蔬等食品保鲜中的应用,为食品碳量子点的绿色制备及其在活性包装中的应用提供参考和理论依据。     

荧光碳量子点在食品安全快速检测中的应用

碳量子点作为新兴的荧光碳纳米材料,因优良的荧光特性和生物相容性、且制备简单、廉价无毒的特点,受到了人们的广泛关注。本文介绍了碳量子点的合成方法、荧光检测机制,并综述了其在食品安全快速检测领域中的应用现状,以促进碳量子点的利用与发展,为进一步保护食品安全提供新思路。     

碳点荧光探针技术在食品中四环素类抗生素残留检测中的应用研究进展

碳点(CDs)是一种新型的荧光碳纳米材料,因其具有优良的荧光性能、较好的生物相容性以及简单易得的合成原料等优点,被广泛应用于药物残留检测。文章结合国内外相关研究成果,阐明了CDs荧光探针的作用机制,系统分析了无掺杂、掺杂金属元素或非金属元素以及基于适配体的CDs荧光探针在食品中四环素类抗生素残留检测中的研究现状,并对其发展前景进行展望,旨在有助于科技工作者们研制出功能更优的CDs荧光探针,推动药物残留检测技术的进一步发展。     

量子点传感器在农药残留检测中的应用研究进展

农药残留最终会通过水或其它食品被人体吸收。因此,很多研究致力于农药残留的定性和定量分析方法。基于传感器的量子点近年来在农残检测方面发展得很好。相比其它荧光材料,量子点(quantum dot,QD)材料拥有很多优良和独特的优点,并且荧光值很高,所以其在有机污染物探针方面的应用已成为研究热点。该文主要综述量子点材料作为荧光探针在检测水和果蔬中的农药残留的应用,讨论量子点荧光检测未来可以提升的空间,以增强其可选择性和稳定性。     

基于量子点可视技术快速检测鲜食农产品中食源性致病菌的应用研究进展

鲜食农产品营养损失少，食用方便，已成为健康饮食新食材和膳食结构的重要组成部分。但由于在运输、贮藏等环节中易受到环境条件影响导致食源性致病菌的污染，从而引发腐败变质和食品安全事件，因此，针对鲜食农产品食源性致病菌的污染开发出操作简单、可视化的快速检测技术至关重要。量子点是一类能够产生荧光的纳米级半导体颗粒，具有稳定性好、可视性强、灵敏度高、量子产率高等优点，近年来在食品检测中的应用呈数量级增长。文章在总结了量子点的理化性质、合成制备的基础上，综述了其在食源性致病菌检测中的应用研究进展，并对量子点在鲜食农产品快速检测的主要挑战和应用前景进行阐述，以期为基于量子点的快速检测在食品安全中的广泛应用提供借鉴，为食品安全以及人类健康保驾护航。     

基于量子点的荧光免疫分析方法研究进展

近年来,量子点由于其独特的光学性质,在食品安全分析领域引起了广泛的关注和研究。在人们对食品安全快速检测提出越来越高标准的要求下,传统检测方法存在检测时间长、灵敏度不高、样品前处理繁琐以及对样品基质的抗干扰能力不足等缺点,而基于量子点的荧光检测方法能够弥补这些缺点。文章对量子点的基本结构、光学特性、制备与修饰方法,以及量子点在食品安全检测方面取得的新进展进行综述。     

量子点印迹传感体系在食品检测中的研究进展

近年来分子印迹技术以其较好的选择识别性、易制性、重现性和稳定性成为研究领域的热点。荧光纳米材料量子点具有独特的光学特性。基于量子点的分子印迹光学传感体系,以分子印迹聚合物为识别元件,量子点为响应元件,快速、准确的定量检测食品中痕量危害物。介绍量子点和分子印迹技术的特性及光学传感体系的构建,并对其在食品安全检测领域中的应用进行评述。     

荧光传感分析法在抗生素残留检测中的应用研究进展

在简述动物源性食品抗生素残留危害及抗生素残留检测方法研究现状的基础上,着重对基于碳量子点(CDs)、半导体量子点(QDs)、多孔金属有机骨架材料(MOFs)、上转换纳米材料(UCNPs)等的荧光传感分析法在抗生素残留检测中的应用研究进行了综述,认为：与传统检测方法相比,荧光传感分析法具有分析速度快、灵敏度高、可视化等优势。然而,由于食品的多样性和食品基质的复杂性,通常需要采用复杂的样品前处理步骤纯化和富集目标物,今后应重点开发与荧光传感分析法相适应的前处理技术或基质净化方法、新型荧光纳米材料及适用于现场检测的便携式荧光检测设备,并结合适配体、抗体及分子印迹等技术提高检测的专一性,以期为荧光传感分析法在动物源性食品抗生素残留检测领域中的实际应用提供参考。     

量子点在食品安全快速检测中的应用研究进展

作为一种新型的荧光纳米材料,量子点的应用范围已从材料学、生物医学领域扩大到食品领域,促进了食品安全快速检测技术的发展。本文阐述了量子点特有的光学性质,如宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长、良好的光稳定性等,并综述了量子点作为一种良好的荧光标记物,在致病菌、生物毒素、农兽药残留、非法添加剂和重金属等食品安全快速检测领域的应用进展情况。传统的检测方法存在检测时间长、灵敏度不高、样品前处理繁琐及对样品基质的抗干扰能力不强等缺点,难以满足实际检测的需求。而基于量子点的荧光检测方法弥补了这些缺点,必将越来越多地被应用于现代食品分析检测领域。     

量子点新技术在食品农兽药残留安全检测中的研究进展

近些年来,农产品和畜牧业质量安全问题频频发生,农、兽药残留作为其安全问题的来源之一,如今不仅仅让自然环境面临严重破坏,人类健康也会遭受威胁。开发快速、简便、价廉的农兽药残留快速检测技术是近年来研究的重点挑战;量子点作为一种新型荧光探针,比传统有机荧光染料具有更好的光学性能,以其为基础衍生出的检测技术的研究和应用也逐渐走向成熟。本文简要概括了量子点的光学性质,主要对其发展技术在检测农兽药残留中的应用及分析进行了综述,并对其发展前景作了展望。     

Review of Carbon Dots from Lignin: Preparing, Tuning, and Applying

Carbon dots (CDs), emerging carbon materials with unique physical and chemical properties, have drawn extensive attention from researchers. In recent years, many carbon sources have been used as precursors for preparing CDs. In contrast to other types of precursors, lignin, as a renewable and available source of natural aromatic biopolymers, is believed to be a low-cost precursor for the large-scale preparation of CDs. However, the preparation of CDs with excellent optical properties from lignin has some drawbacks because of the complex structure of lignin. Hence, the methods for preparing the CDs from lignin are summarized in this paper, and the mechanism and physical and chemical properties of lignin-based CDs are discussed. Moreover, some approaches to tuning the optical properties of lignin-based CDs have been proposed. Additionally, the use of lignin-based CDs in the fields of sensing, supercapacitor, bioimaging, anti-counterfeiting, and information encryption is reviewed.     

Carbon dots: Principles and their applications in food quality and safety detection

ABSTRACT

In the past ten years, as a novel and prospective nanomaterials, carbon dots have acquired tremendous attention for their unique optical and physicochemical properties, high compatibility and low cost, as well as great potential in sensing area. This review aims to present the current detecting principles based on carbon dots and other nano biological technologies, involving fluorescence quenching and recovery mechanisms. The synthetic and modificatory approaches in making carbon dots including top-down and bottom-up methods, as well as surface passivation and heteroatom doping ways are introduced. Their applications in food area, concerning detection of nutrients, restricted or banned substances as well as foodborne pathogenic bacteria and the toxins secreted are discussed. Finally, the difficulties to be overcome or problems to be solved are presented, and other novel techniques to combine with carbon dots to obtain more stable and specific nanosensors in various fields are proposed. Although carbon dots based sensors have shown the potential in sensing aspect of food area, as food samples are complex in compositions that may cause interferences, more novel techniques are needed to combine with carbon dots to develop sensitive and specific sensing probes.     

西蓝花茎叶氮、硫和硅掺杂的碳量子点对敌敌畏的快速检测方法构建

为实现食品中敌敌畏的快速、准确检测,以废弃的西蓝花茎叶作为前体,水热碳化法绿色制备了氮、硫、硅掺杂的碳量子点(carbon quantum dots,CDs),采用动态光散射、X射线衍射以及X射线光电子能谱等手段对其进行结构表征以及元素分析。进一步依据酶抑制反应原理,构建了CDs/Fe²⁺/乙酰胆碱酯酶反应检测体系,并将所制备的荧光传感器运用于有机磷农药的检测。结果表明,新型CDs具有石墨烯结构,其量子产率约为9.53%,兼具良好的水溶解性以及光致发光性,测得其粒径约为30 nm,其表面氮、硫、硅元素存在,且含有氧和氮为主的功能性官能团。将所制备的荧光传感器运用于有机磷农药的检测,敌敌畏的检出限约为8 ng/mL。最后将所制备的氧化还原型CDs/Fe²⁺荧光探针,应用于实际商业食品中敌敌畏的检测,结果表明样品的加标回收率范围大致为90%～97%,相对标准偏差不超过1%(n=3)。证实了该探针在实际样品检测中的可实用性和准确性,也表明所制备的CDs/Fe²⁺氧化还原型荧光探针未来用于生物和食品领域中的有机磷农药检测有着广阔...     

碳点对阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯性能的影响

为探究零维碳纳米材料碳点(CDs)对阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(FRPET)热力学性能、阻燃性能、力学性能及荧光性能的影响,将对PET具有良好阻燃效果的共聚型阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与碳点同时采用原位聚合的方式添加到PET基体中,研究碳点添加量对FRPET各项性能的影响规律.通过极限氧指数(LOI值)、垂...     

乳杆菌来源碳量子点的制备及其生防作用

目的建立一种利用乳杆菌制备量子点的方法,并用于防治细菌病害。方法采用水热法将干酪乳杆菌FJAT-13741、发酵乳杆菌FJAT-46744和植物乳杆菌FJAT-7926等3种乳杆菌分别制备了CDs-C(FJAT-13741)、CDs-F(FJAT-46744)和CDs-P(FJAT-7926)3种碳量子点,并采用透射电镜、红外光谱、XRD和荧光分析对碳量子点进行表征。选取青枯雷尔氏菌FJAT-91和地毯草黄单胞菌FJAT-10151作为实验菌种,采用抑菌圈法分别对3种碳量子点的抑菌性能进行研究。结果碳量子点CDs-C、CDs-F和CDs-P对青枯雷尔氏菌和地毯草黄单胞菌均有明显的抑制作用,其中, CDs-C的抑制效果最好。CDs-C碳量子点近似球形,粒径均匀(3 nm),分散性好,其发射波长依赖于激发波长,在紫外灯的照射下,出现明亮的蓝色荧光。结论本研究获得了一种对青枯雷尔氏菌和地毯草黄单胞菌有良好抑制效果的乳杆菌来源的量子点。     

纳米生物传感器在食品分析中的应用研究进展

如今食品工业是纳米生物传感器的关键应用领域。功能化的纳米材料可以作为催化剂、固定化平台、光纤标签等,提高生物传感器的性能,使其具有更高的灵敏度、稳定性和选择性。纳米材料,如纳米金粒子、纳米复合物、磁纳米粒、纳米线、碳纳米管、纳米杆及量子点,在生物传感器中具有重要作用,特别是应用于食品检测。该文综述了如今纳米生物传感器在食品检测,特别是在对杀虫剂、病原体和糖类检测中的发展和应用,这些纳米生物系统也有利于研制、开发灵敏度高、适用性强、简便快捷的食品检测技术与方法。     

微波法制备猕猴桃生物质碳点及应用于金银花中Fe3+的检测

为建立一种快速检测Fe3+的方法,以猕猴桃汁为碳源,乙二胺为表面修饰剂,采用微波法制备猕猴桃生物质碳点(CDs).制备的生物质碳点富含-OH、-NH和C-O等基团,粒径约为2.5 nm,易溶于水且稳定.该碳点在365 nm紫外光照射下发出蓝色荧光.基于Fe3+对猕猴桃生物质碳点荧光猝灭效应,进而建立一种检测Fe3+的方...     

食品中喹诺酮类抗生素的光学和电化学传感器检测方法研究进展

食品中喹诺酮类抗生素的残留危害食品安全,已经引起广泛关注。基于纳米材料制备的传感器具有实时分析、低检测限和分析所需的样品量小等多种优势,是目前喹诺酮类抗生素的现场检测技术研究的热点。本文介绍了荧光、比色、表面增强拉曼散射(SERS)、免疫层析(ICA)等光学传感器和基于不同纳米材料的电化学传感器在喹诺酮类抗生素检测中的应用,比较和分析了不同类型传感器的特点。并对量子点、上转换纳米粒子等纳米材料在光学传感器中的应用,以及碳纳米材料、金属纳米材料和氧化还原介质等在电化学传感器中的应用进行了综述并提出了展望,以期为食品中抗生素的检测和传感器的发展提供新的思路。     

荧光纳米材料应用于蛋白质分析的研究进展

蛋白质与人体新陈代谢、免疫应答和疾病发生等密切相关,因此对蛋白质研究是当今世界共同关注的热点,目前已经渗透到生物、医学、食品等各个领域。纳米技术的发展极大地促进了蛋白质技术的研究,发展光学特性优良、生物相容性好的功能化荧光纳米材料对深入研究蛋白质的标记、分析以及分离具有非常重要的意义。本文主要介绍了半导体量子点、嵌入式核壳荧光纳米颗粒、碳点、碳纳米管、贵金属元素纳米簇和磁性荧光纳米颗粒等荧光纳米材料的基本性质,以及各种荧光纳米材料在蛋白质标记成像、蛋白质相互作用、蛋白质固定与分离以及蛋白质分析检测方面的应用。