氮摻雜碳量子點熒光法檢測豬肉中的四環素

周 彤，毋 晨，趙 文，李 明，彭汝艷，周 茜*

（1 河北農業大學食品科技學院 河北保定071001 2 河北農業大學理學院 河北保定 071001）

四環素（Tetracycline，TC）一種由鏈霉菌產生的廣譜抗生素，對革蘭氏陽性細菌、革蘭氏陰性細菌、支原體、衣原體、立克次體和螺旋體等有抵抗作用[1]。TC 為一種常見的抗生素，因具有抗菌活性、口服吸收特性、毒性低和成本低等優勢而被應用于動物細菌性疾病的預防和治療[2-3]。此外，TC還可作為促進生長劑添加到飼料中，以促進動物的生長[4]。然而，一些畜牧業養殖者為了追求利益，在動物飼養過程中過度使用TC，使其在動物源性食品中積累，對人類健康造成重大威脅[5]。長期攝入含TC 殘留的食物會導致牙齒發黃、胃腸道紊亂、過敏反應、肝損傷等不良反應，增加細菌對抗生素的耐藥性[6-9]。監測動物產品中TC 的殘留對于確保食品安全至關重要。

到目前為止，毛細管電泳法[10]、液相色譜-質譜法[11]和高效液相色譜法[12]都是檢測TC 的傳統方法。以上方法雖然靈敏度高，結果更為精確，但是對于儀器精密度、樣品預處理過程和操作人員的專業水平要求較高。近年來，基于酶聯免疫[13]、電化學[14]、比色[15]和熒光[16]法的TC 檢測策略被開發出來。例如：熒光法是一種操作簡便、反應迅速、靈敏度高、成本低的分析方法，它以有機熒光染料或熒光納米材料為信號平臺。由于碳量子點、量子點、金屬納米團簇、核苷酸/鑭系配位聚合物和金屬有機框架等熒光納米材料可以被TC 有效猝滅，因此基于熒光猝滅的方法得到廣泛的探索。

碳量子點（Carbon quantum dots，CQDs），也稱為碳點，是Xu 等[17]在電泳法純化單壁碳納米管過程中意外發現的。CQDs 是一種新型熒光納米材料，尺寸小于10 nm，具有優異的光穩定性、良好的水溶性、毒性低和生物相容性好的特性。此外，其前驅體材料來源廣泛，成本低廉，制備方法簡便且環保，在不同的領域得到廣泛的應用。

本文以菠蘿皮為碳源，二乙烯三胺為氮原子供體，采用水熱法制備氮摻雜碳量子點（Nitrogendoped carbon quantum dots，N-CQDs）。通過對pH 值、BR 緩沖溶液用量、N-CQDs 用量、反應溫度以及反應時間的優化，旨在建立一種基于內濾效應和靜態猝滅原理的TC 熒光檢測方法，并將該方法用于豬肉樣品中TC 的檢測。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

菠蘿皮、新鮮豬肉，保定農貿市場；四環素標準品（≥95%），上海源葉生物科技有限公司；葡萄糖（Glucose，Glu）、果糖（Fructose，Fru，99%）、乳糖（Lactose，Lac，99%）、蔗糖（Sucrose，Suc）、賴氨酸（Lysine，Lys，≥99%）、精氨酸（Arginine，Arg，98%）、丙氨酸（Alanine，Ala，99%）、酪氨酸（Tyrosine，Tyr，≥99%）、半胱氨 酸（Cysteine，Cys，99%）、谷胱甘肽（Glutathione，GSH，99%）、抗壞血酸（Ascorbic acid，AA，99.7%）、金霉素（Chlortetracycline，CTC，＞95%）、土霉素（Oxytetracycline，OTC，≥95%）、強力霉 素（Doxycycline，DOX，95%）、氟苯尼考（Florfenicol，FF，≥98%）、青霉素（penicillin，PEN）、鏈霉素（Streptomycin，SM）、磺胺嘧啶（Sulfadiazine，SDI，≥98%）、氨芐西林（Ampicillin，AMP，96%）、阿奇霉素（Azithromycin，AZI，98%）、恩諾沙星（Enrofloxacin，ENR，98%）、頭孢氨芐（Cephalexin，CEF，98%），上海源葉生物科技有限公司；二乙烯三胺（99%），上海吉至生化科技有限公司；硫酸奎寧（ST，98%），上海麥克林生化科技有限公司；甲醇、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化錳、五水合硫酸銅、氯化錳、硫酸鋅、三氯化鐵、碳酸鈉均為分析純級，天津市科密歐化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

F-320 熒光分光光度計，天津港東科技公司；高壓反應釜，西安常儀實驗室儀器商行；GZX-9240MBE 電熱鼓風干燥箱，上海博迅實業有限公司醫療設備廠；TGL-16G 臺式離心機，上海安亭科學儀器廠；SB-5200DT 超聲清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司；UV-2802H 紫外-可見分光光度計，尤尼柯儀器有限公司；Tecnai G2 F30 STWIN 透射電子顯微鏡，美國FEI 公司；IRAFFinity-IS 光譜儀，日本島津公司；Thermo escalab 250Xi 射線光電子能譜儀，美國賽默飛公司；FLS1000 穩態瞬態熒光光譜儀，英國愛丁堡公司；PiloFD8-4.3V 真空冷凍干燥機，美國Siemon 公司；0.22 μm 水相針式過濾器，上海安譜實驗科技有限公司；Oasis HLB 固相萃取柱，美國Waters 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 N-CQDs 的制備 以菠蘿皮為碳源，二乙烯三胺為氮源，通過水熱法制備N-CQDs[18]。在聚四氟乙烯內襯中加入0.25 g 凍干菠蘿皮粉、300 μL 二乙烯三胺和20 mL 超純水，混合均勻后超聲波處理10 min。將內襯密封在高壓反應釜中，移入電熱鼓風干燥箱中在180 ℃下加熱10 h。加熱完成后自然冷卻至室溫。在10 000 r/min 下將所得溶液離心10 min，用0.22 μm 濾膜過濾上清液，得到棕色N-CQDs 溶液，并在4 ℃下保存。

1.3.2 N-CQDs 的結構表征

1.3.2.1 紫外-可見吸收光譜 采用紫外可見分光光度計對N-CQDs 溶液進行光譜掃描，設置掃描波長為200～500 nm，掃描間隔為1 nm，掃描速度為中速。

1.3.2.2 熒光光譜 采用熒光分光光度計測定N-CQDs 溶液的熒光光譜，設置掃描速度為1 200 nm/min，電壓為300 V，狹縫寬度為10 nm，增益為2。

1.3.2.3 透射電子顯微鏡（Transmission electron microscope，TEM）首先，將N-CQDs 溶液進行稀釋并超聲處理15 min。其次，將銅網放置在蓋有封口膜的載玻片上，并把樣品滴在銅網上，10 min后把多余的液體吸走，約1 h 后銅網自然晾干。最后采用TEM 對N-CQDs 的形貌、粒徑分布進行分析。

1.3.2.4 傅里葉紅外光譜（Fourier infrared spectroscopy，FTIR）取10～20 μL N-CQDs 滴在0.2 g 溴化鉀上，120 ℃干燥4 h 以上。將干燥后的樣品研磨均勻壓片后，采用IRAFFinity-IS 光譜儀記錄4 000～500 cm-1范圍內的FTIR 并對N-CQDs 所含官能團進行分析。

1.3.2.5 X 射線光電子能譜（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）采用Thermo escalab 250Xi射線光電子能譜儀對N-CQDs 所含的各種元素含量及表面基團進行分析。將樣品滴在硅片上，把硅片固定在樣品臺后送入快速進樣室。選用鋁單色器，10 mA 的發射電流，15 kV 的陽極電壓。開啟X-射線源掃描，進行數據采集。

1.3.2.6 熒光量子產率（Quantum yield，QY）的測定 選用硫酸奎寧（360 nm 激發波長下的QY 為54%）作為計算N-CQDs 熒光量子產率的參照物[19]。將硫酸奎寧溶于0.1 mol/L 的H2SO4溶液中，通過紫外-可見吸收光譜得到硫酸奎寧和NCQDs 的吸光度（兩種溶液的吸光度都小于0.1）。然后，通過熒光光譜得到兩種溶液的熒光積分面積。按照下列公式計算N-CQDs 的QY。

QYN-CQDs（%）=QYST（IN-CQDs/IST）（AST/AN-CQDs）（ηN-CQDs/ηST）2

式中，QY——熒光量子產率，%；I——熒光積分面積；A——360 nm 激發波長處的吸光度；η——溶液的折射率，其中水的折射率為1.33，0.1 mol/L H2SO4的折射率為1.33。

1.3.3 檢測條件的優化

1.3.3.1 pH 值的優化 取75 μL N-CQDs 置于離心管中，分別加入300 μL 不同pH 值（2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12）的BR 緩沖溶液和適量的TC溶液，超純水定容至3 mL。記錄不同pH 值下的（F0-F）/F0，其中F 為不含TC 時檢測體系的熒光強度，F0為含有TC 時檢測體系的熒光強度。以此來確定該檢測體系的最佳pH 值。

1.3.3.2 BR 緩沖溶液用量的優化 取75 μL NCQDs 置于離心管中，分別加入不同體積（100，300，600，900，1 200，1 500 μL）最佳pH 值的BR緩沖溶液和適量的TC 溶液，超純水定容3 mL。記錄不同BR 緩沖溶液用量下的（F0-F）/F0以此來確定該檢測體系BR 緩沖溶液的最佳用量。

1.3.3.3 N-CQDs 用量的優化 取不同體積的NCQDs 置于離心管中，分別加入最優的BR 緩沖溶液和適量的TC 溶液，超純水定容至3 mL。記錄不同N-CQDs 用量下的（F0-F）/F0以此來確定該檢測體系N-CQDs 的最佳用量。

1.3.3.4 反應溫度的優化 在最優pH 值、BR 緩沖溶液用量和N-CQDs 用量下，將反應體系分別置于不同溫度下（20，25，30，35，40，45，50 ℃）反應10 min。記錄不同反應溫度下的（F0-F）/F0以此來確定該檢測體系的最佳反應溫度。

1.3.3.5 反應時間的優化 在最優pH 值、BR 緩沖溶液用量、N-CQDs 用量和反應溫度下，將反應體系搖勻后分別反應不同時間（0，10，20，30，40，50，60 min）。記錄不同反應時間下的（F0-F）/F0以此來確定該檢測體系的最佳反應時間。

1.3.4 TC 標準曲線的建立 取75 μL N-CQDs和300 μL pH=7 BR 緩沖溶液置于離心管中，再加入不同質量濃度的TC 標準溶液，并用超純水定容至3 mL。將溶液完全混合后，測定375 nm 激發波長下的熒光強度F。同時，設置不加TC 的對照組，用來對比TC 加入前、后檢測體系的變化情況。最后，以TC 質量濃度為橫坐標，猝滅率（F0-F）/F0為縱坐標繪制標準曲線。

1.3.5 選擇性和干擾性試驗 選擇實際樣品中可能存在的共存物質，對N-CQDs 的選擇性進行考察，如離子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+、CO32-）、糖類（Glu、Fru、Lac、Suc）、小生物分子（Lys、Arg、Ala、Tyr、Cys、GSH、AA）以及其它種類抗生素（CTC、OTC、DOX、FF、PEN、SM、SDI、AMP、AZI、ENR、CEF）。將上述干擾物質與N-CQDs 混合后測定其熒光強度。此外，分別將上述干擾物質加入到NCQDs 和TC 的混合體系中測定其熒光強度，進一步評價該檢測方法的抗干擾能力。

1.3.6 檢測機理的探究 為了揭示TC 對NCQDs 熒光猝滅的機理，首先，采用穩態瞬態熒光光譜儀測定TC 加入前、后N-CQDs 的熒光壽命。其次，采用紫外熒光分光光度計測定N-CQDs、TC以及N-CQDs+TC 的紫外-可見吸收光譜。最后，采用熒光分光光度計對N-CQDs 的熒光光譜進行測定。

1.3.7 實際樣品的分析 選擇當地市場的新鮮豬肉為實際樣品進行添加回收試驗。將TC 標準溶液添加到均質后的豬肉樣品中，靜置10 min 后，對豬肉樣品進行預處理。豬肉的預處理方式參照GB/T 21317-2007《動物源性食品中四環素類獸藥殘留量檢測方法 液相色譜-質譜/質譜法與高效液相色譜法》，將5 g（精確至0.01 g）均質后的豬肉樣品置于含有20 mL Na2EDTA-Mcllvaine 緩沖溶液的離心管中，渦旋1 min 后，冰水浴超聲10 min，使用低溫離心機在8 000 r/min 下離心10 min。重復3 次，Na2EDTA-Mcllvaine 緩沖溶液用量分別為20，20，10 mL，合并上清液，用濾紙過濾。最后，采用Oasis HLB 固相萃取柱對濾液進行純化后，進行檢測。

1.4 數據統計與分析

本試驗所有數據均采用SPSS 19.0 統計軟件進行分析，試驗數據均為3 次平行試驗的平均值，以平均值±標準差表示，并采用Origin 2018 進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 N-CQDs 的結構表征

2.1.1 紫外-可見吸收光譜和熒光光譜分析 NCQDs 的光學性質如圖1 所示。N-CQDs 在波長365 nm 紫外光照射下呈現亮藍色熒光，而在自然光下呈淡黃色。N-CQDs 紫外-可見吸收光譜的最大吸收峰為340 nm，這歸因于結構中C=O 的nπ*躍遷[20]。通過熒光光譜發現N-CQDs 的最大激發波長為375 nm，在375 nm 激發波長下最大發射峰在448 nm 處呈現。

圖1 N-CQDs 紫外-可見吸收光譜、熒光激發和發射光譜Fig. 1 UV-Vis spectrum，fluorescence excitation and emission spectra of N-CQDs

2.1.2 TEM 形貌分析和熒光量子產率 通過TEM 可以直觀地表征N-CQD 的形態和尺寸分布。如圖2a 所示，N-CQD 整體呈現球形，尺寸均勻，分散性良好，具有明顯的晶格結構，晶格間距為0.25 nm，對應于石墨碳的（020）衍射面[21]。隨機選取300 個N-CQDs，對粒徑分布進行統計，結果表明該N-CQDs 直徑分布范圍為1～6 nm，平均直徑為3.53 nm（圖2b）。以上結果與先前文獻報道的相一致，通過水熱法制得的CQDs 分散性好，平均直徑在4 nm 左右。

圖2 N-CQDs 的TEM 形貌分析（a）和粒徑分布直方圖（b）Fig. 2 TEM morphology analysis（a）and size distribution（b）of N-CQDs

熒光量子產率是評價CQDs 發光性能的重要參數。相關文獻表明，熒光量子產率在10%～100%之間才有應用價值，而目前合成CQDs 的熒光量子產率超過15%的還比較少[22]。根據1.3.2.6 節中的公式計算N-CQDs 的熒光量子產率為41.54%，表明以菠蘿皮為反應前體制得的N-CQDs 熒光量子產率較高。

2.1.3 FTIR 結構分析 采用FTIR 對N-CQDs 表面的官能團進行了評價。如圖3 所示，N-CQDs 表面存在多個官能團，3 444 cm-1處的吸收帶是因為N-H 和O-H 發生了伸縮振動[23]；COOH 和C=C 的存在表現為在1 640 cm-1附近出現吸收峰[24]；1 435 cm-1處的吸收峰對應C-N 的伸縮振動；CO-C 和C-O 的伸縮振動表現為在1 126 cm-1和1 103 cm-1處出現吸收峰[25]；621 cm-1的寬振動表明CH2的存在[26]。FTIR 分析結果表明，N-CQDs 表面具有不飽和碳結構、含氧基團和含氮基團，這可以增強N-CQDs 的親水性。因此，N-CQDs 具有優異的水溶性。

圖3 N-CQDs 的紅外光譜圖Fig.3 FTIR spectrum of N-CQDs

2.1.4 XPS 成分分析 通過XPS 表征了N-CQDs的元素類型和化學環境，結果如圖4 所示。圖4a顯示了N-CQD 全范圍XPS 分析結果，XPS 全掃描譜中在284.84，398.93 eV 和530.91 eV 處有3個主要峰，分別對應于C1s、N1s 和O1s 3 種元素，元素組成分別為68.44%，15.85%和15.70%。如圖4b所示，C1s 的高分 辨XPS 譜圖在284.2，285.3 eV 和287.1 eV 處出現3 個峰，分別是C-C、C-O/C-N 和C=O 鍵的特征峰。如圖4c 所示，在高分辨N1 中398.5，399.6 eV 和400.8 eV 處的3 個特征峰，表明C=N-C、N-（C）3和N-H 的存在[27-28]。如圖4d 所示，O1s 高分辨XPS 光譜中530.3 eV 和531.5 eV 的2 個特征峰，分別代表O-C 和O=C鍵[29-30]。

圖4 N-CQDs 的XPS 光譜圖Fig. 4 XPS spectra of N-CQDs

2.2 檢測條件的優化

為了獲得更寬的線性范圍和靈敏度，本試驗對pH 值、BR 緩沖液用量、N-CQDs 用量、反應溫度和反應時間進行了優化，并以（F0-F）/F0為指標確定最佳檢測條件。

2.2.1 pH 值對檢測體系的影響 pH 值對TC 檢測的影響如圖5 所示。在2～12 的pH 值條件下，（F0-F）/F0隨pH 值的變化而變化。當pH 值為7時，（F0-F）/F0值達到最大值。因此，選擇pH 值為7 的BR 緩沖溶液作為檢測TC 的最佳pH 值。

圖5 pH 值對檢測體系的影響Fig. 5 Effects of pH value on the detection system

2.2.2 BR 緩沖溶液用量對檢測體系的影響 BR緩沖溶液用量對TC 檢測的影響如圖6 所示。當檢測體系中加入不同體積的BR 緩沖溶液，（F0-F）/F0值發生改變。當BR 加入體積為0.3 mL 時，（F0-F）/F0為最大值。因此，選擇0.3 mL 作為檢測TC的最佳BR 緩沖溶液用量。

圖6 BR 緩沖溶液用量對檢測體系的影響Fig. 6 Effects of dosage of BR buffer solution on the detection system

2.2.3 N-CQDs 用量對檢測體系的影響 NCQDs 用量對TC 檢測的影響如圖7 所示。當檢測體系中加入不同體積的N-CQDs，（F0-F）/F0值發生變化。當（F0-F）/F0到達最大值時N-CQDs 的用量為75 μL。因此，選擇75 μL 作為檢測TC 的最佳N-CQDs 用量。

圖7 N-CQDs 用量對檢測體系的影響Fig. 7 The effect of dosage of N-CQDs on detection system

2.2.4 反應溫度對檢測體系的影響 反應溫度對TC 檢測的影響如圖8 所示。當反應溫度在20～50℃范圍內，溫度越高，反應越劇烈，（F0-F）/F0在40℃時最大。因此，選擇40 ℃作為檢測TC 的最佳反應溫度。

圖8 反應溫度對檢測體系的影響Fig. 8 Effects of reaction temperature on the detection system

2.2.5 反應時間對檢測體系的影響 反應時間對TC 檢測的影響如圖9 所示。（F0-F）/F0在60 min內無明顯變化。因此，為了節省時間最佳反應時間定為1 min。

圖9 反應時間對檢測體系的影響Fig. 9 Effects of reaction time on the detection system

2.3 TC 標準曲線的建立

為了驗證該檢測方法的靈敏度，在最佳試驗條件下建立了TC 的標準曲線。如圖10a 所示，隨著TC 質量濃度的增加，N-CQDs 的熒光強度不斷降低。如圖10b 所示，當TC 質量濃度在0.3～40 g/mL 范圍內時，（F0-F）/F0與TC 質量濃度呈良好的線性關系，線性方程為y=0.0121x+0.0224，R2=0.9982，檢出限為89.26 μg/L。

圖10 TC 質量濃度對N-CQDs 熒光強度的影響及該方法的線性關系Fig. 10 The effect of TC mass concentration on the fluorescence intensity of N-CQDs and the linear relationship of this method

2.4 選擇性和干擾性試驗

如圖11 所示，只有TCs（TC、CTC、OTC、DOX）可以猝滅N-CQDs 的熒光，而一些離子、糖類和氨基酸等干擾物質對N-CQDs 的熒光強度影響很小，并且磺胺類、喹諾酮類、大環內酯類和β-內酰胺類抗生素對N-CQDs 的熒光強度影響也很小，與TC 相比可以忽略不計，甚至表現出熒光增強。結果表明，N-CQDs 對TCs 具有高選擇性。此外，將上述干擾物質分別添加到檢測體系中比較熒光響應，進一步評估該熒光檢測方法對TC 檢測的抗干擾能力。如圖12 所示，當干擾物質與TC 共存時，沒有觀察到猝滅率的明顯變化，只有CTC、OTC 和DOX 加入到檢測體系中時會引起猝滅率增加。

圖11 N-CQDs 對離子、糖類、小生物分子和抗生素的選擇性Fig. 11 The selectivity of N-CQDs for cations and anions，carbohydrate，small molecules and other antibiotics

圖12 離子、糖類、小生物分子和抗生素對檢測體系的影響Fig. 12 The influence of ions，sugars，small biomolecules，and antibiotics on the detection system

2.5 檢測機理

本試驗探討了TC 對N-CQDs 的熒光猝滅機理。首先，測定了TC 加入前、后N-CQDs 的熒光壽命，N-CQDs 的熒光壽命為13.20 ns，TC 加入后的熒光壽命為13.43 ns（表1），提示TC 存在與否對N-CQDs 的熒光壽命無明顯影響，說明該猝滅過程為靜態猝滅，不存在動態猝滅和熒光共振能量轉移[31]。N-CQDs、TC 以及N-CQDs+TC 的紫外-可見吸收光譜如圖13a 所示，N-CQDs+TC 的紫外-可見吸收光譜較N-CQDs 和TC 而言出現了新的吸收峰，這驗證了該猝滅過程為靜態猝滅[32]。如圖13b 所示，TC 的紫外-可見吸收光譜出現了2 個特征吸收峰，分別在波長276 nm 和358 nm處，與N-CQDs 的激發光譜有較好的重疊。一般來說，吸光體的吸收光譜與碳量子點的激發或發射光譜重疊時會發生內濾效應使CQDs 的熒光猝滅[33]。以上結果表明，TC 對N-CQDs 的熒光猝滅是靜態猝滅和內濾效應的共同作用。

表1 TC 加入前、后N-CQDs 的熒光壽命Table 1 Fluorescence lifetime of N-CQDs in the absence and presence of TC

圖13 N-CQDs 針對TC 的檢測機理Fig. 13 The detection mechanism of N-CQDs for TC

2.6 實際樣品檢測

為了評價該檢測方法在實際樣品中的適用性，本試驗將該方法用于豬肉樣品中TC 的檢測。將5，15，30 μg/mL TC 標準液添加到豬肉提取液中，在最優試驗條件下對TC 進行檢測。如表2 所示，豬肉中TC 的回收率在98.40%～106.02%內，相對標準偏差（Relative standard deviation，RSD）為1.29%～3.88%，均小于5%，說明該檢測方法對豬肉樣品中TC 的檢測，具有良好的準確性和精密度。

表2 豬肉樣品中TC 檢測Table 2 Determination of TC in pork

3 討論

CQDs 作為一種新型納米材料，由于其優異的水溶性、光學特性、化學穩定性和低毒性，越來越受到研究人員的關注。CQDs 的合成方法眾多，可將其分為“自上而下”和“自下而上”兩類方法[34]，其中“自下而上”法中的水熱法因資源易得、制備簡單、過程綠色環保等優點而備受研究者關注[35]。通過水熱法制備CQDs 的原料來源廣泛，一般源自化學前體。近年來，由于經濟和環境的迫切需要，人們開始關注利用廢棄農產品合成CQDs 的相關研究[36]。Atchudan 等[37]以香蕉皮為原料，通過水熱法合成了N-CQDs。制得的N-CQDs 呈球形，單分散，無明顯聚集，表明存在含氧和含氮基團，其量子產率為23%。此外，還有人用稻殼、麥秸、西瓜皮等廢棄農產品制備N-CQDs。本試驗以菠蘿皮為原料，通過水熱法制備N-CQDs 并通過TEM、FTIR 和XPS 對N-CQDs 進行結構表征。結果與以上報道具有一致性，制得的N-CQDs 呈球形，分散性良好，尺寸分布均勻，其表面具有不飽和的碳結構、含氧和含氮基團，親水性良好。與以上報道相比，本研究中N-CQDs 具有較高的量子產率41.54%，令其使用范圍更加廣泛，打破了量子產率低限制使用的局面。

初步探究其猝滅機理發現，TC 存在與否對N-CQDs 的熒光壽命無明顯影響，并且TC 的紫外-可見吸收光譜與N-CQDs 的激發光譜有部分重疊。以上兩點表明，N-CQDs 的熒光猝滅主要是由靜態猝滅和內濾效應共同作用的結果。這與劉影[38]的研究結果具有相似性，即通過熒光CQDs 猝滅的方式來檢測四環素，其檢測機理為內濾效應和靜態猝滅。

近年來，基于N-CQDs 的快速檢測方法得到了科學家越來越多的關注。Cao 等[6]以紅甜菜色素為原料，采用水熱法合成了紅甜菜色素熒光碳點（Red beet pigment carbon dots，RBP-CDs）并應用于四環素的檢測。TC 的線性范圍為0.5～30 mol/L 和30～90 μmol/L，檢測限為0.36 μmol/L。當李義梅等[39]等通過水熱法制備了一種N-CQDs。在TC 存在下，N-CQDs 熒光強度明顯降低，當TC 濃度在1.6～16 μmol/L 和16～100 μmol/L 范圍內與熒光猝滅強度呈現良好的線性關系，檢出限為0.45 μmol/L。本研究建立一種基于N-CQDs 熒光猝滅法測定TC 的方法，在0.3～40 μg/mL 范圍內，（F0-F）/F0與TC 質量濃度呈良好的線性關系，檢出限為89.26 μg/L，兩種方法相比檢測范圍與檢測限在同一水平。對本方法進行了成本估算，0.25 g菠蘿皮粉制得的N-CQDs 約可完成300 余樣品中TC 的快速檢測，其檢測時間可控制在2 min 內，表明該檢測方法成本低、性能高、時間短，不僅可以避免農產品廢棄物的大量浪費，也為開發新型食品安全快速檢測技術提供了一種新思路。

4 結論

本研究以菠蘿皮為碳源，二乙烯三胺為氮源，通過水熱法制備了具有藍色熒光的N-CQDs?；陟o態猝滅和內濾效應引起的熒光猝滅機理，建立了N-CQDs 熒光猝滅法測定TC 的方法。該方法的線性范圍為0.3～40 μg/mL，檢出限為89.26 g/L。將該檢測方法應用到豬肉樣品中TC 的檢測，加標回收率為98.40%～106.02%，相對標準偏差為1.29%～3.88%，結果較理想。本研究建立的基于菠蘿皮來源的N-CQDs 熒光猝滅TC 快速檢測方法，具有綠色環保、成本低、操作簡便、靈敏度高、選擇性好以及響應速度快等優點，為拓寬TC 的食品快速檢測方法的研究提供了新思路。