基于荧光碳点的果蔬中谷胱甘肽的快速检测方法开题报告

1. 研究目的与意义

谷胱甘肽，全称为L-γ-谷氨酰-L-半胱氨酸甘氨酸，简称GSH。是一种人体内存在的一种生物三肽，一般其在人体血液中含26～34mg/100g。由半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸组成。其广泛的存在人体、动植物体内。谷胱甘肽的含量与生物体的代谢有着紧密的关系。其具有一定的抗氧化作用，可以在细胞内抵抗自由基或者活性氧的攻击，是一种重要的内源性抗氧化剂。除此之外GSH还可以维持免疫系统的稳定，由于谷胱甘肽中含有巯基，故其可以与大多数重金属离子鳌合，具有一定的解毒效用。所以维持体内细胞中gsh含量的稳定是十分必要的，如果人体内谷胱甘肽浓度过低会引起肝损伤等疾病。为保持其在人体中含量的稳定，需要在饮食中摄入一定量的谷胱甘肽。因此，高效快捷的检测果蔬中的GSH含量具有十分重要的意义。因此，本实验拟结合 CDs 的荧光特性和谷胱甘肽的自身理化性质，建立了快速、简单的荧光方法用于灵敏定量果蔬中的谷胱甘肽。

2. 研究内容和预期目标

本次实验的主要研究内容如下：

（1）碳量子点cds的制备及表征。拟分别采用微波加热法的方法制备碳量子点。分别探究不同反应时间、反应温度、不同碳源氮源比例对cds合成以及其荧光性能的影响。探究最适制备cds条件。同时，利用电镜对其形状进行表征并利用荧光光谱仪检测碳量子点最佳激发及发射波长，然后利用紫外光谱等对其进行表征。汞离子可以与上述制备的碳量子点结合，通过荧光内滤效应猝灭其表面荧光，导致荧光强度降低。基于这一原理，本文设计了汞离子的关闭型荧光检测。

3. 国内外研究现状

碳量子点研究现状：

1. 碳量子点合成研究现状：2004 年，xu 等在使用电弧放电法制备单壁碳纳米管时首次意外发现了cds。在这之后的几年中，研究者们通过各种物理或化学方法合成了不同光致发光的cds，并将cds 的合成方法分为自上而下法（top-down）和自下而上法（bottom-up)。top-down 法是通过电弧放电，激光烧蚀或电化学氧化等方法从较大的含碳 元素结构的原料中（如纳米金刚石，石墨，碳纳米管，碳烟灰，活性炭和氧化石墨）剥离得到cds。bottom-up 法是通过燃烧/热处理，模板，水热或微波辅助的方法由分子前驱物（如柠檬酸盐，碳水化合物和聚合物-二氧化硅纳米复合物等）合成cds，相较top-down 法，bottom-up 法是目前较常用于合成 cds 的方法，该法原材料便 宜易获得，合成工艺相对简单，对设备要求不高，且所得的cds量子产率相对较高。

2. 碳量子点荧光性能研究现状：碳量子点良好的光学特性使得其在制备荧光探针方面具有巨大的潜力。近年来人们对碳量子点发光机制的研究有了重大成果和进展，但仍存在争议和疑问，尚未得出明确的定论。目前有3种较为常见和公认的机制：(1)表面态，目前最广泛接受的发光机制，量子点的表面状态与其荧光发射密切相关，包括表面氧化程度和表面官能团。(2)量子限制效应，当半导体晶体处于纳米尺度时，晶体边界对电子分布有显著的影响，表现出带隙和尺寸相关的能量弛豫动力学特性。(3)分子荧光，这种现象的出现是由于用自下而上的方法来合成碳量子点时产生了荧光杂质或有机荧光团，它们对碳量子点的荧光发射存在一定影响。

4. 计划与进度安排

1、2022-12-26至2022-12-28：指导老师下达任务书，对本次毕业设计的进度安排、研究内容提出要求。

2、2022-12-29至2022-1-10：阅读相关文献，在实验室学习基本操作规范

3、2022-1-11至2022-3-11：居家阅读相关文献通过电子邮件保持与导师的联系,在导师的要求下确立初步实验思路。

5. 参考文献

[1] 许泽宇,周昊天,张佳然,韩淇安,史策,王小艺.基于碳量子点的荧光分析法在食品安全检测中的应用[j].食品科技,2021,46(07):265-272.doi:10.13684/j.cnki.spkj.2021.07.043.

[2] 吴星辰. 粒径与杂原子掺杂对碳量子点荧光发射的影响机制[d].南京师范大学,2020.doi:10.27245/d.cnki.gnjsu.2020.000801.

[3] 刘婷. 碳量子点荧光传感器检测热加工食品中丙烯酰胺的方法研究[d].华南理工大学,2020.doi:10.27151/d.cnki.ghnlu.2020.001878.