zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1005Research ArticleСтатьиФлуоресцентный зонд на основе углеродных точек с фенольно-гидроксильными группами для обнаружения перекиси водорода и глюкозы в молокеPhenolic Hydroxyl Group-Carbon Dots as a Fluorescent Probe for the Detection of Hydrogen Peroxide and Glucose in MilkWeiY.WeiY.

 Уси 

 Wuxi 

LiL.LiL.

 Уси 

 Wuxi 

MaCh.MaCh.

 Уси 

 Wuxi 

WuY.WuY.

 Уси 

 Wuxi 

ZhuCh.ZhuCh.

 Уси 

 Wuxi 

GaoH.GaoH.

 Уси 

 Wuxi 

GuJ.GuJ.

 Уси 

 Wuxi 

XiongY.XiongY.

 Уси 

 Wuxi 

X. LiX. LiLiX.

 Уси 

 Wuxi 

WangZ.WangZ.

 Уси 

 Wuxi 

WangG.WangG.

 Уси 

 Wuxi 

GuoS.GuoS.

 Уси 

 Wuxi 

ChenG.ChenG.

 Уси 

 Wuxi 

jncgq@jiangnan.edu.cnНаучная школа Университета Цзяннань; Исследовательский центр оптоэлектронной техники и технологий провинции ЦзянсуSchool of Science at Jiangnan University; Jiangsu Provincial Research Center of Light Industrial Optoelectronic Engineering and Technology202223032022892221229Copyright © Wei Y., Li L., Ma C., Wu Y., Zhu C., Gao H., Gu J., Xiong Y., X. Li X., Wang Z., Wang G., Guo S., Chen G., 20222022Wei Y., Li L., Ma C., Wu Y., Zhu C., Gao H., Gu J., Xiong Y., X. Li X., Wang Z., Wang G., Guo S., Chen G.Wei Y., Li L., Ma C., Wu Y., Zhu C., Gao H., Gu J., Xiong Y., Li X., Wang Z., Wang G., Guo S., Chen G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1005

Для определения концентрации глюкозы в молоке синтезированы богатые фенольногидроксильными группами углеродные точки. Представлена методика определения глюкозы, опосредованная глюкозооксидазой, которая позволяет проводить количественный анализ перекиси водорода (H2O2) и глюкозы. Можно определять H2O2 и глюкозу непосредственно в сложных системах, таких как молоко. Показано, что в диапазоне концентраций H2O2 1—100 мкМ флуоресценция углеродных точек тушится линейно с коэффициентом корреляции 0.977 и пределом обнаружения 0.175 мкМ. Аналогично построена линейная корреляция между флуоресценцией углеродных точек и концентрацией глюкозы в диапазоне 10—100 мкМ с коэффициентом корреляции 0.968 и пределом обнаружения 0.686 мкМ. Степень восстановления 97.30—101.05 % свидетельствует о высокой чувствительности определения глюкозы в молоке. Данный метод стал первым случаем, когда углеродные точки использовались в качестве флуоресцентного зонда для непосредственного обнаружения глюкозы в молоке, что исключает этап его предварительной обработки и обеспечивает расширение возможностей использования флуоресцентной спектроскопии.

In order to directly detect the concentration of glucose in milk, carbon dots (CDs) rich in phenolic hydroxyl groups were synthesized in one step as a fluorescent probe. We presented a new glucose oxidase (GOx)-mediated strategy to detect glucose, which allowed the quantitative analysis of hydrogen peroxide (H2O2) and glucose. Furthermore, it was possible to detect H2O2 and glucose directly in complex systems such as milk. The result in milk showed that the fluorescence of the CDs was quenched by H2O2 with the concentration range from 1 to 100 μM linearly, and the correlation coefficient was 0.977 with a detection limit of 0.175 μM. Similarly, a linear correlation was built between the fluorescence of the CDs and the concentration of glucose in the range from 10 to 100 μM with a correlation coefficient of 0.968 and a detection limit of 0.686 μM. The recovery rate was 97.30–101.05%, which showed high sensitivity in the detection of glucose in milk. As far as we know, this was the first time that CDs were used as a fluorescent probe to detect glucose in milk directly, which removed the step of pretreating milk and provided a supplement and extension for the detection of glucose in fluorescent spectroscopy.

углеродные точкифлуоресцентный зонддетекторперекись водородаглюкозамолокоcarbon dotsfluorescent probedetecthydrogen peroxideglucosemilkThe authors are greatly thankful to the National Key Research and Development Program of China (2018YFC1604204-3), the Key Research and Development Program of Jiangsu Province (No. BE2020756), the National First-Class Discipline Program of Food Science and Technology (JUFSTR20180302), and the Jiangsu Province Post Doctor Fund (2019K241) for financial support.The authors are greatly thankful to the National Key Research and Development Program of China (2018YFC1604204-3), the Key Research and Development Program of Jiangsu Province (No. BE2020756), the National First-Class Discipline Program of Food Science and Technology (JUFSTR20180302), and the Jiangsu Province Post Doctor Fund (2019K241) for financial support.ReferencesA. Galant, R. Kaufman, J. Wilson, Food Chem., 188, 149–160 (2015).A. Galant, R. Kaufman, J. Wilson, Food Chem., 188, 149–160 (2015).S. Kiran, R. Misra, J. Biomed. Mater. Res. A, 103, 2888–2897 (2015).S. Kiran, R. Misra, J. Biomed. Mater. Res. A, 103, 2888–2897 (2015).C. F. Nascimento, P. M. Santos, E. R. Pereira-Filho, F. R. P. Rocha, Food Chem., 221, 1232–1244 (2017).C. F. Nascimento, P. M. Santos, E. R. Pereira-Filho, F. R. P. Rocha, Food Chem., 221, 1232–1244 (2017).Y. Wu, Y. Zhang, Food & Chem. Toxic., 56, 325–335 (2013).Y. Wu, Y. Zhang, Food & Chem. Toxic., 56, 325–335 (2013).J. Ma, X. Hou, B. Zhang, Y. Wang, L. He, J. Pharm. Biomed. Anal., 91, 24–31 (2014).J. Ma, X. Hou, B. Zhang, Y. Wang, L. He, J. Pharm. Biomed. Anal., 91, 24–31 (2014).S. Carballo, F. A. Zingarello, S. E. Maestre, J. L. Todolí, M. S. Prats, Int. J. Food Sci. Technol., 49, 146–152 (2014).S. Carballo, F. A. Zingarello, S. E. Maestre, J. L. Todolí, M. S. Prats, Int. J. Food Sci. Technol., 49, 146–152 (2014).M. P. Gangola, S. Jaiswal, Y. P. Khedikar, R. N. Chibbar, Food Chem., 154, 127–133 (2014).M. P. Gangola, S. Jaiswal, Y. P. Khedikar, R. N. Chibbar, Food Chem., 154, 127–133 (2014).Q. Zhao, C. Zhou, Q. Yang, Z. Chu, N. Jia, Microchim. Acta, 186, 1–8 (2019).Q. Zhao, C. Zhou, Q. Yang, Z. Chu, N. Jia, Microchim. Acta, 186, 1–8 (2019).C. Peng, C. Liu, Z. Xie, Anal. Methods, 7, 9749–9752 (2015).C. Peng, C. Liu, Z. Xie, Anal. Methods, 7, 9749–9752 (2015).S. Kiran, R. Misra, Mater. Technol., 30, 1753555714Y.000 (2015).S. Kiran, R. Misra, Mater. Technol., 30, 1753555714Y.000 (2015).Y. Ngo, W. M. Choi, J. S. Chung, S. H. Hur, Sensors Act., B282, 36–44 (2019).Y. Ngo, W. M. Choi, J. S. Chung, S. H. Hur, Sensors Act., B282, 36–44 (2019).P. Shen, Y. Xia, Anal. Chem., 86, 5323–5329 (2014).P. Shen, Y. Xia, Anal. Chem., 86, 5323–5329 (2014).S. T. Yang, L. Cao, P. G. Luo, F. Lu, Y. P. Sun, J. Am. Chem. Soc., 131, 11308–11309 (2009).S. T. Yang, L. Cao, P. G. Luo, F. Lu, Y. P. Sun, J. Am. Chem. Soc., 131, 11308–11309 (2009).A. Iqbal, K. Iqbal, L. Xu, B. Li, D. Gong, X. Liu, Y. Guo, W. Liu, W. Qin, H. Guo, Sensors Act. B: Chem., 255, 1130–1138 (2018).A. Iqbal, K. Iqbal, L. Xu, B. Li, D. Gong, X. Liu, Y. Guo, W. Liu, W. Qin, H. Guo, Sensors Act. B: Chem., 255, 1130–1138 (2018).R. Atchudan, T. N. J. I. Edison, K. R. Aseer, S. Perumal, N. Karthik, Y. R. Lee, Biosens. Bioelectron., 99, 303–311 (2018).R. Atchudan, T. N. J. I. Edison, K. R. Aseer, S. Perumal, N. Karthik, Y. R. Lee, Biosens. Bioelectron., 99, 303–311 (2018).R. Wang, K. Q. Lu, Z. R. Tang, Y. J. Xu, J. Mater. Chem. A, 5, 3717–3734 (2017).R. Wang, K. Q. Lu, Z. R. Tang, Y. J. Xu, J. Mater. Chem. A, 5, 3717–3734 (2017).A. Kumar, A. R. Chowdhuri, D. Laha, T. K. Mahto, P. Karmakar, S. K. Sahu, Sensors Act. B: Chem., 242, 679–686 (2017).A. Kumar, A. R. Chowdhuri, D. Laha, T. K. Mahto, P. Karmakar, S. K. Sahu, Sensors Act. B: Chem., 242, 679–686 (2017).Y. Hou, H. Liu, Z. Li, H. Zhang, L. Wei, M. Yu, Anal. Methods, 12, 2835–2840 (2020).Y. Hou, H. Liu, Z. Li, H. Zhang, L. Wei, M. Yu, Anal. Methods, 12, 2835–2840 (2020).F. Yuan, T. Yuan, L. Sui, Z. Wang, Z. Xi, Y. Li, X. Li, L. Fan, Z. Tan, A. Chen, Nat. Commun., 9, 2249 (2018).F. Yuan, T. Yuan, L. Sui, Z. Wang, Z. Xi, Y. Li, X. Li, L. Fan, Z. Tan, A. Chen, Nat. Commun., 9, 2249 (2018).F. Yuan, Z. Wang, X. Li, Y. Li, Z. Tan, L. Fan, S. Yang, Adv. Mater., 29, 1604436 (2017).F. Yuan, Z. Wang, X. Li, Y. Li, Z. Tan, L. Fan, S. Yang, Adv. Mater., 29, 1604436 (2017).Y. Huan, Q. Fei, H. Shan, B. Wang, H. Xu, G. Feng, Analyst., 140, 1655–1661 (2015).Y. Huan, Q. Fei, H. Shan, B. Wang, H. Xu, G. Feng, Analyst., 140, 1655–1661 (2015).Y. Wu, Y. Gao, J. Du, Talanta, 197, 599–604 (2019).Y. Wu, Y. Gao, J. Du, Talanta, 197, 599–604 (2019).Y. Nerthigan, A. K. Sharma, S. Pandey, K. H. Sharma, M. S. Khan, D. R. Hang, H. F. Wu, Microchim. Acta, 185, 65 (2018).Y. Nerthigan, A. K. Sharma, S. Pandey, K. H. Sharma, M. S. Khan, D. R. Hang, H. F. Wu, Microchim. Acta, 185, 65 (2018).M. J. Cho, S. Y. Park, Sensors Act. B, 282, 719–729 (2019).M. J. Cho, S. Y. Park, Sensors Act. B, 282, 719–729 (2019).C.-S. Chu, M.-W. Hsieh, Z.-R. Su, Opt. Mater. Express, 6, 759–766 (2016).C.-S. Chu, M.-W. Hsieh, Z.-R. Su, Opt. Mater. Express, 6, 759–766 (2016).M. Tang, B. Zhu, Y. Wang, H. Wu, Z. Su, Microchim. Acta, 186, 604–610 (2019).M. Tang, B. Zhu, Y. Wang, H. Wu, Z. Su, Microchim. Acta, 186, 604–610 (2019).J. Wei, L. Qiang, J. Ren, X. Ren, F. Tang, X. Meng, Anal. Methods, 6, 1922–1927 (2014).J. Wei, L. Qiang, J. Ren, X. Ren, F. Tang, X. Meng, Anal. Methods, 6, 1922–1927 (2014).W. Hou, X. Liu, Q. Lu, M. Liu, Y. Zhang, S. Yao, Colloids Surf. B: Biointerface, 162, 118–125 (2017).W. Hou, X. Liu, Q. Lu, M. Liu, Y. Zhang, S. Yao, Colloids Surf. B: Biointerface, 162, 118–125 (2017).J. L. Ma, B. C. Yin, X. Wu, B. C. Ye, Anal. Chem., 89, 1323–1328 (2017).J. L. Ma, B. C. Yin, X. Wu, B. C. Ye, Anal. Chem., 89, 1323–1328 (2017).H. Wang, Y. Xie, S. Liu, S. Cong, Y. Song, X. Xu, M. Tan, J. Agric. Food Chem., 65, 7553–7559 (2017).H. Wang, Y. Xie, S. Liu, S. Cong, Y. Song, X. Xu, M. Tan, J. Agric. Food Chem., 65, 7553–7559 (2017).X. Shan, L. Chai, J. Ma, Z. Qian, J. Chen, F. Hui, Analyst., 139, 2322–2325 (2014).X. Shan, L. Chai, J. Ma, Z. Qian, J. Chen, F. Hui, Analyst., 139, 2322–2325 (2014).Y. Long, X. Wang, D. Shen, H. Zheng, Talanta, 159, 122–126 (2016).Y. Long, X. Wang, D. Shen, H. Zheng, Talanta, 159, 122–126 (2016).L. Monti, S. Negri, A. Meucci, A. Stroppa, A. Galli, G. Contarini, Food Chem., 220, 18–24 (2017).L. Monti, S. Negri, A. Meucci, A. Stroppa, A. Galli, G. Contarini, Food Chem., 220, 18–24 (2017).Y. H. Zhang, W. Zhao, Y. Y. Duan, D. P. Cao, J. Fang, W. N. Chen, China Food Addit., 1, 137–140 (2016).Y. H. Zhang, W. Zhao, Y. Y. Duan, D. P. Cao, J. Fang, W. N. Chen, China Food Addit., 1, 137–140 (2016).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.