汞是一种典型的低剂量高毒性物质, 广泛存在于环境和水体中, 可通过食物链传递并累积, 从而对人体造成危害。 因此, 准确快速的监测食品中汞离子(Hg2+)含量对于保障食品安全具有重要意义。 目前, 常用的Hg2+检测方法包括液相色谱-原子荧光光谱法(LC-AFS)、 电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)、 电化学法和荧光分析法。 比率型荧光探针具有双发射荧光特性, 其中内置校准功能可降低因探针浓度和各种环境因素产生的检测误差, 可以有效的克服单发射荧光探针的不足。 本研究提出了基于碳量子点(CQDs)和铜纳米簇(CuNCs)的新型比率型荧光探针用于螃蟹中Hg2+的快速检测。 主要研究内容和结果如下: (1)CQDs-CuNCs复合体系的制备。 以蔗糖为碳源, 聚乙二醇为钝化剂, 通过微波介导法合成CQDs; 以抗坏血酸为还原剂和稳定剂通过水热法合成CuNCs, 后通过自组装制成CQDs-CuNCs复合体系。 (2)CQDs-CuNCs复合体系的表征。 利用高倍透射电子显微镜(HRTEM)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、 荧光光谱(FL)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对CQDs-CuNCs复合体系表征, 结果显示, 该研究成功合成了具有双发射特性的CQDs-CuNCs比率型荧光探针。 (3)CQDs-CuNCs复合体系的稳定性测试。 将CQDs-CuNCs比率型探针与传统的单通道CuNCs探针的稳定性进行对比。 结果表明, 当探针浓度漂移和测量温度波动时, CQDs-CuNCs比率型探针比单发射的CuNCs抗干扰能力更强, 稳定性更高。 (4)CQDs-CuNCs复合体系对Hg2+的检测。 当Hg2+存在时, 复合体系中的CuNCs发生团聚, 而CQDs基本不受影响, 导致443 nm处的CuNCs荧光猝灭而545 nm处的CQDs荧光强度几乎不变。 依据荧光强度的比值(I443 nm/I545 nm)与Hg2+浓度的关系实现定量检测。 在对标准Hg2+检测时, CQDs-CuNCs复合体系的I443 nm/I545 nm和单发射CuNCs的猝灭率与Hg2+浓度(0.1～12 μmol·L-1)均呈现良好的线性关系, 相关系数分别达到0.994 7和0.991 6, 检测限(3σ/S)分别为2.83和3.62 nmol·L-1。 在螃蟹样品检测中, CQDs-CuNCs比率型探针和单发射的CuNCs得到回收率分别为102.5%~105.4%和104.2%~112.5%, 说明CQDs-CuNCs复合体系比单发射CuNCs对Hg2+具有更高的灵敏性和稳定性。 以上结果表明, 本研究所构建的CQDs-CuNCs比率型荧光探针能够用于食品中Hg2+的快速、 准确检测。

胰蛋白酶生产障碍会阻碍消化过程, 在胰腺组织以外产生胰蛋白酶可能涉及癌症过程。 胰蛋白酶明显增高可能表明胰腺炎或者慢性肾功能衰竭等病症的发生, 它的含量与生命活动息息相关, 简单并及时监测胰蛋白酶含量对疾病的诊断具有重要的参考价值。 因此, 该研究构建氮化碳量子点和金纳米簇（CNQDs和AuNCs）的复合纳米探针检测尿液中胰蛋白酶含量。 通过煅烧三聚氰胺获得氮化碳粉末, 并将氮化碳粉末作为原材料通过溶剂热法合成了发射峰在440 nm的类石墨相氮化碳量子点（CNQDs）。 牛血清蛋白（BSA）和CNQDs两者同时作为还原剂和稳定剂合成了金纳米簇（AuNCs）, 且AuNCs吸附在氮化碳量子点表面形成具有双发射性质的CNQD-AuNCs复合荧光纳米材料, 发射波长分别为440 nm（CNQD的发射波长）和650 nm（AuNC的发射波长）。 由于胰蛋白酶能特异性的水解CNQD-AuNCs中的牛血清蛋白, 导致牛血清蛋白结构被破坏, 从而破坏AuNCs稳定的结构, 使得其沉淀聚集, 引起荧光猝灭。 由于AuNCs产生的650 nm处的荧光被猝灭, 而CNQDs产生的440 nm处的荧光不受影响, CNQD-AuNCs复合荧光纳米探针产生比率型荧光信号响应。 利用比率型荧光信号的变化情况, 可实现胰蛋白酶的定量检测。 CNQD-AuNCs探针在650 nm处的荧光强度随着胰蛋白酶浓度的增加而逐渐下降, 而440 nm处的荧光强度保持不变。 胰蛋白酶在一定浓度下（10～400 ng·mL-1）与荧光强度比值（I650/I440）呈良好的线性关系, 建立的线性方程为y=2471-0004x［y为荧光强度比值（I650/I440）, x为胰蛋白酶的浓度（ng·mL-1）］, 相关系数（R2）高达0997 6, 检测限为15 ng·mL-1（3倍信噪比）。 利用建立的荧光法检测尿液中胰蛋白酶（实际含量分别为50, 100和150 ng·mL-1）, 检测得到的平均含量分别为5241, 10325和15439 ng·mL-1。 尿液中胰蛋白酶的回收率和相对标准偏差范围分别为10293%～10482%和357%～416%。 结果表明, 利用荧光强度比值（I650/I440）作为胰蛋白酶定量检测的信号, 能够校正外界影响因素的干扰, 克服单一荧光信号易受光漂白、 探针浓度、 激发光强度以及光程等外界因素的影响的缺点。 基于CNQD-AuNCs建立的比率型荧光分析方法能够实现尿液中胰蛋白酶的高灵敏度和高特异性检测, 为实际样品中胰蛋白酶的检测提供科学依据。

三文鱼肉质鲜美、 营养丰富, 尽管价格昂贵, 却深受广大消费者喜爱, 2017年我国三文鱼进口额达3.5亿美元。 近年来不法商贩为追求高额利润导致三文鱼消费市场“以假乱真”、 “以次充好”的问题日益突出, 主要表现为： (1)以价格低廉、 外观相似的淡水虹鳟、 大马哈鱼、 太平洋鲑鱼等冒充价格高、 消费者认可度高的挪威三文鱼; (2)将低成本、 低品质的冰冻三文鱼(-18 ℃储运、 保质期长、 组织结构被冰晶破坏、 口感风味破坏严重)化冻后冒充高成本、 高品质的冰鲜三文鱼(0～4 ℃储运、 保质期短、 无冰晶产生、 口感风味最大限度保持); (3)将次新鲜的三文鱼冒充新鲜三文鱼。 针对三文鱼品质感官检测误差大、 理化检测耗时费力的不足, 拟研究一种基于近红外光谱(NIRs)特征的真品/伪品三文鱼、 冰鲜/冻融三文鱼、 新鲜/次新鲜三文鱼快速鉴别方法。 首先采集真品(挪威三文鱼)/伪品(淡水虹鳟、 大马哈鱼和太平洋鲑鱼)三文鱼、 冰鲜(冰鲜1, 3和5 d)/冻融(冰冻15, 30和45 d并化冻)三文鱼和新鲜/次新鲜(冰鲜保藏0, 2, 4, 6和8 d)三文鱼样品的NIRs信息, 并将不同储藏天数的冰鲜三文鱼以国标法测定其TVB-N含量。 原始光谱经标准正态变量变换(SNV)等方法预处理后, 分别使用主成分分析(PCA)和遗传算法(GA)进行光谱数据降维及特征波长筛选。 最后, 结合K-最近邻法(KNN)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)对真品/伪品三文鱼和冰鲜/冻融三文鱼构建识别模型; 结合联合区间偏最小二乘法(Si-PLS)对新鲜/次新鲜三文鱼构建TVB-N预测模型。 建模结果表明： 真品/伪品三文鱼LS-SVM定性识别模型对应的测试集识别率达97.50%, 冰鲜/冻融三文鱼LS-SVM定性识别模型对应的测试集识别率达98.89%; TVB-N对应的Si-PLS定量检测模型的预测集相关系数为0.864 1, 基于TVB-N预测值建立的三文鱼新鲜度定性鉴别模型对应的测试集准确率为90.00%。 研究结果表明, 利用近红外光谱特征结合化学计量学方法能够快速、 无损检测真品/伪品三文鱼、 冰鲜/冻融三文鱼和新鲜/次新鲜三文鱼, 实现三文鱼品质多指标快速检测。