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实验目的: 肼黄是一种常见的偶氮类人工合成的食品色素,它作为添加剂存在于人们日常食用的面包,饮料,乳制品等多种食物中,由于其偶氮官能团会对人体产生危害,当其摄入过量时,会使人类患有过敏症,荨麻疹、哮喘以及儿童多动症等多种疾病,严重时甚至会引起癌症的发生。因此,为避免肼黄摄入量过多而给人们的身体健康带来隐患,因此迫切需要一种能够对食物和饮料中肼黄的含量实现快速性、灵敏性检测的方法。本实验我们利用GO分别与两种有机荧光分子通过共价键结合制备出两种功能化氧化石墨烯纳米络合物荧光探针,并利用其均能与肼黄作用产生荧光猝灭现象的特点,进而实现对肼黄含量简单、快速、灵敏性的检测,为临床医学中疾病的预防和检测提供了新的方向与思路。 实验方法: 1.功能化氧化石墨烯纳米络合物荧光探针的制备 (1) GDAQ荧光探针的制备 本课题使用的GO是利用石墨粉通过Hummers方法制备得到,利用确定浓度的GO溶液和1,5-二氨基蒽醌(DAQ)荧光染料醇溶液作为反应物,在催化剂EDC和NHS的共同作用下,在水浴锅中加热搅拌17 h,GO中的羧酸(-COOH)官能团与DAQ中的氨基(-NH2)官能团发生缩合反应形成具有酰胺键(O=C-NH-)的产物,即得到GDAQ荧光探针。 (2) GO-2-6纳米荧光探针的制备 利用确定浓度的GO溶液和氨基氧蒽酮(2-6)荧光染料醇溶液作为反应物,在催化剂EDC和NHS的共同作用下使羧基得以活化,加热搅拌3 h后继续常温搅拌14 h,经过缩合作用形成共价键,最终得到产物GO-2-6荧光探针。 2.功能化氧化石墨烯络合物纳米荧光探针的的表征 将制备好的GO利用原子力显微镜(AFM)表征观察其形貌;同时分别利用透射电子显微镜(TEM),傅里叶红外光谱仪(FT-IR),拉曼光谱仪(Raman),X射线光电子能谱(XPS),紫外可见光分光光度计(UV-vis),荧光分光光度计(FL)等表征观察荧光探针的外貌形态、元素组成、分子结构等。 3.功能化氧化石墨烯络合物荧光探针对食品色素肼黄的检测 将制备成功的GDAQ和GO-2-6两种功能化氧化石墨烯荧光探针分别溶解在乙醇水混合溶液中,反复超声使其分散溶解,得到两种均匀分散探针溶液。利用HITACHI型号为F-4600的荧光分光光度计分别于494 nm和280 nm波长处利用荧光探针GDAQ和GO-2-6对多种常见的饮料添加物,如色素、糖类、氨基酸、生物小分子等物质进行荧光检测,通过观察加入被检测物质前后荧光探针强度的变化情况,最终实现对食品色素肼黄的检测。 实验结果: 1. GO的表征结果 AFM的表征结果表明制备的GO呈片状结构;同时Raman的表征结果也显示出GO具有石墨烯特有的D峰和G峰等特征峰,证明了GO成功制备。 2.功能化氧化石墨烯络合物荧光探针的表征结果 TEM和XPS等表征结果显示GO分别被DAQ和2-6成功修饰;FT-IR的表征结果说明制备的两种探针中均有酰胺键的伸缩振动峰出现,说明两种产物成功制备。UV-vis的表征结果揭示了在两种荧光探针中均存在着很强的电子迁移过程;FL的表征结果表明制备好的两种荧光探针在特定的激发波长下出现了相应的荧光发射波谱。 3.两种荧光探针对食品色素肼黄的荧光检测 在荧光探针中分别加入多种饮料中常见的添加物,如糖类、氨基酸、色素等生物小分子进行荧光检测,结果表明,只有在GDAQ和GO-2-6两种荧光探针中加入肼黄后,其荧光强度会出现猝灭现象。猝灭过程为动态猝灭,肼黄在溶液中和探针分子激发态发生π—π作用和氢键作用,形成复合物,导致能量的转移,猝灭荧光。其猝灭常数达到105L mol-1,为强烈的作用。同时选取葡萄糖、甘氨酸、谷氨酸钠等作为干扰物质加入到探针溶液中,利用制备的荧光探针对肼黄进行荧光检测。实验结果表明,在干扰物质存在时,肼黄对GDAQ和GO-2-6两种荧光探针仍有明显的荧光猝灭作用,正是由于π—π作用和氢键作用双重作用使得探针分子提高了对肼黄的识别能力。因此,这两种探针均能够实现对食品色素肼黄的特异性、灵敏性、方便性的检测,这一结果对于疾病前期的诊断和预防具有十分重要的作用。