Trong nghiên cứu này, chúng tôi phát triển một phương pháp nhanh, hiệu quả, chi phí thấp và thân thiện với môi trường để tổng hợp chấm lượng tử carbon pha tạp nitơ (N-CQDs). Với nguyên liệu đầu vào đơn giản là acid citric và ure, quy trình đã tổng hợp thành công NCQDs chỉ trong 5 phút sử dụng lò vi sóng dân dụng. Các kết quả khảo sát đặc trưng bằng các phương pháp TEM, UV–VIS, IR và huỳnh quang đã chứng minh được sự pha tạp thành công N vào CQDs. Vật liệu N-CQDs thu được có kích thước hạt dưới 10 nm, hiệu suất lượng tử huỳnh quang (36,6%) cao hơn đáng kể so với hiệu suất lượng tử của CQDs không pha tạp (17,2%). Vật liệu N-CQDs cũng thể hiện hiệu ứng tắt-bật huỳnh quang khi có mặt hạt nano Au (AuNPs) và khi có mặt tyramin, một amin sinh học thường gặp trong các sản phẩm như phomai, nước mắm, nước tương, kim chi, v.v. Độ hồi phục huỳnh quang của NCQDs/AuNPs tỉ lệ tuyến tính với nồng độ tyramin trong khoảng từ 0,02 ppm đến 1 ppm, cho thấy khả năng có thể sử dụng vật liệu này để phát hiện và định lượng tyramin trong các mẫu thực phẩm.
Tyramin, N-CQDs, AuNPs, tắt-bật huỳnh quang
[1]. S. N. Baker, G. A. Baker, "Luminescent Carbon Nanodots: Emergent Nanolights," Angewandte Chemie International Edition, vol. 49, no. 38, pp.6726-6744, 2010.
[2]. G. Magdy, S. Ebrahim, F. Belal, R. A. El-Domany, A. M. Abdel-Megied, "Sulfur and nitrogen co-doped carbon quantum dots as fluorescent probes for the determination of some pharmaceutically-important nitro compounds," Scientific Reports, vol. 13, pp.5502, 2023.
[3]. F. Du, Z. Cheng, W. Tan, L. Sun, G. Ruan, "Development of sulfur doped carbon quantum dots for highly selective and sensitive fluorescent detection of Fe2+ and Fe3+ ions in oral ferrous gluconate samples," Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 226, pp. 117602, 2020.
[4]. Kiem Giap Nguyen, I.A. Baragau, R. Gromicova, A. Nicolaev, S. A. J. Thomson, et al., "Investigating the effect of N-doping on carbon quantum dots structure, optical properties and metal ion screening," Scientific Reports, vol. 12, pp. 13806, 202.
[5]. P. Kumar, S. Dua, R. Kaur, M. Kumar, G. Bhatt , "A review on advancements in carbon quantum dots and their application in photovoltaics," Royal Society of Chemistry Advances, vol. 12, pp. 4714-4759, 2022.
[6]. N. A. Qandeel, R. El-Shaheny, A. A. El-Masry, M. Eid, M. A. Moustafa, "Valorization of cantaloupe waste for green microwave-driven synthesis of N-self doped CQDs as a fluorescence sensor for nizatidine in urine and pharmaceuticals. A step ahead for circular economy practice," Microchemical Journal, vol. 199, pp. 110047, 2024.
[7]. Xuan Dung Mai, Tran Thi Kim Chi, Truong Chung Nguyen, Van Thao Ta, “Scalable synthesis of highly photoluminescence carbon quantum dots”, Materials Letters, vol.268, pp. 127595, 2020.
[8]. P. E. Erden, C. K. Selvi, E. Kılıç, "A novel tyramine biosensor based on carbon nanofibers, 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate and gold nanoparticles," Microchemical Journal, vol. 170, pp. 106729, 2021.
[10]. P. Wu, W. Li, Q. Wu, Y. Liu, S. Liu, "Hydrothermal synthesis of nitrogen-doped carbon quantum dots from microcrystalline cellulose for the detection of Fe3+ ions in an acidic environment," RSC Advances, vol. 7, pp. 44144-44153, 2017.
[11]. Mai Xuan Dung, Le Quang Trung, Nguyen Thi Lan Anh, Nguyen Thi Phuong, Le Thi Phuong, La Viet Hong, “Photosynthesis of Silver Nanoparticle – Carbon Quantum Dots Nanocomposites,” Materia Science Research India, vol.16, pp.118-124, 2019.
[12]. C. Li, Y. Wang, X. Zhang, X. Guo, X. Kang, L. Du, Y. Liu, “Red fluorescent carbon dots with phenylboronic acid tags for quick detection of Fe (III) in PC12 cells,” Journal of colloid and interface science, vol. 526, pp. 487–496, 2018.
[13]. M. J. Molaei, "Principles, mechanisms, and application of carbon quantum dots in sensors: a review," Analytical Methods, vol. 12, pp. 1266-1287, 2020.
[14]. Quang Khanh Nguyen, Dinh Thi Nguyen, Thi Mai Anh Pham, Bach Pham, Thi Anh Huong Nguyen, Tien Duc Pham, S. Sharma, Duc Thang Pham, R. R. Gangavarapu, Thi Ngoc Mai Pham, "A highly sensitive fluorescence nanosensor for determination of amikacin antibiotics using composites of carbon quantum dots and gold nanoparticles," Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 305, pp. 123466, 2024.
[15]. T. Rattanawongwiboon, S. Soontaranon, K. Hemvichian, P. Lertsarawut, S. Laksee, and R. Picha, “Study on particle size and size distribution of gold nanoparticles by TEM and SAXS,” Radiation Physics and Chemistry, vol. 191, pp. 109842, 2022.
[16]. C. Humbert, O. Pluchery, E. Lacaze, A. Tadjeddine, and B. Busson, “Optical spectroscopy of functionalized gold nanoparticles assemblies as a function of the surface coverage,” Gold Bull, vol. 46, no. 4, pp. 299–309, 2013.
[17]. Y. Q. He, S. P. Liu, L. Kong, Z. F. Liu, “A study on the sizes and concentrations of gold nanoparticles by spectra of absorption, resonance Rayleigh scattering and resonance non-linear scattering,” Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 61(13-14), pp. 2861-2866, 2005.
[18]. AOAC, "Appendix F: Guidelines for standard method performance requirements," AOAC official methods of Analysis, vol. 9, 2012.
[19]. M. L. Sánchez-Martı́nez, M. P. Aguilar-Caballos, and A. Gómez-Hens, "Selective kinetic determination of amikacin in serum using long-wavelength fluorimetry," Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, vol. 34, pp. 1021-1027, 2004.
[20]. V. Ayerdurai, M. Cieplak, K. R. Noworyta, et al., "Electrochemical sensor for selective tyramine determination, amplified by a molecularly imprinted polymer film," Bioelectrochemistry, vol. 138, pp. 107695, 2021.
[21]. Y. Chen, F. Fan, G. Fang, Q. Deng, S. Wang, "Fluorometric determination of tyramine by molecularly imprinted upconversion fluorescence test strip," Microchimica Acta, vol. 187, pp. 573, 2020.
[22]. N. Qiao, Z. Tao, S. Xie, H. Zhang, T. Zhang, Y. Jiang, "Investigation of Biogenic Amines in Dried Bonito Flakes from Different Countries Using High-Performance Liquid Chromatography," Food Analytical Methods, vol. 13, pp. 2213–2221, 2020.
[23]. E. Mazzucco, F. Gosetti, M. Bobba, E. Marengo, E. Robotti, M. C. Gennaro, "HighPerformance Liquid Chromatography−Ultraviolet Detection Method for the Simultaneous Determination of Typical Biogenic Amines and Precursor Amino Acids. Applications in Food Chemistry," Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 58, pp. 127–134, 2010.
[24]. C. Almeida, J.O. Fernandes, S.C. Cunha, "A novel dispersive liquid–liquid microextraction (DLLME) gas chromatography-mass spectrometry (GC–MS) method for the determination of eighteen biogenic amines in beer," Food Control, vol. 25, no. 1, pp. 380-388, 2012.
[25]. A. Bacaloni, S. Insogna, A. Sancini, M. Ciarrocca, F. Sinibaldi, "Sensitive profiling of biogenic amines in human urine by capillary electrophoresis with field amplified sample injection," Biomedical Chromatography, vol. 27, no. 8, pp. 987-993, 2013.
[26]. M. W. Ahmad, B. Dey, B. H. Kim, et al., "Bimetallic copper-cobalt MOFs anchored carbon nanofibers hybrid mat based electrode for simultaneous determination of dopamine and tyramine," Microchemical Journal, vol. 193, pp. 109074, 2023.
[27]. Z. Nazari, M. Hashemi, N. Noshirvani, Z. Zohdijamil, "Magnetic perlite based molecularly imprinted polymer on screen printed carbon electrode as a new tyramine electrochemical sensor," Microchemical Journal, vol. 196, pp. 109539, 2024.