聚乙烯吡咯烷酮保護熒光銅納米團簇制備及其對乙醇的快速準確檢測

李 林 王佳偉 霍俞錦 孫彩鳳 張瀚月 張彩鳳

(1太原師范學院化學系，晉中 030619)

(2山西省腐植酸工程技術研究中心，晉中 030619)

作為一種有機溶劑，乙醇由于具有良好的化學還原性和反應活性，被廣泛用于醫學、生物、農業和食品工業等領域，尤其經常被用作酒品添加劑和中藥溶解劑[1]。然而，過量使用乙醇會嚴重危害人體健康，導致人體的肝臟、肺臟、腎臟和神經系統嚴重受損。如許多無良商人為牟取暴利，經常在保健酒中添加過量乙醇，甚至還販賣假酒，導致因酒致死的食品安全事件逐年遞增[2]。因此，乙醇含量的精確定量檢測對于環境監測、臨床診斷、食品檢測以及飲用酒水品質檢測都至關重要。

乙醇含量的傳統測定方法主要有近紅外光譜法[3]、氣相色譜法[4]、高效液相色譜法[5]、定量核磁共振法[6]等。雖然這些方法被廣泛使用，但其存在儀器昂貴、操作繁瑣、費用較高、耗時較長等缺陷，因此急需開發一種快捷簡便的分析方法用于高效檢測乙醇含量。

隨著納米技術的快速發展，納米材料由于具有獨特的物理化學性質、良好的生物相容性以及靈敏度高、響應快速并能夠實時檢測等優點，為食品中乙醇含量檢測提供了新的發展思路[7-8]。Hooda等介紹了一種利用金納米顆粒和酶偶聯的PVC反應池構建的新型電流型生物傳感器，用于檢測商業樣品中的乙醇含量[9]。Byoun等借助室溫一鍋微波輔助法合成了有孔的SWCNT-Sn/SnO2納米復合物用于檢測乙醇[10]。Peng等構建了一種基于聚(N-異丙基丙烯酰胺-共-丙烯酰胺)的智能水凝膠用于快速靈敏檢測乙醇含量[11]。雖然生物傳感器具有儀器價格低廉、選擇性和重現性好、方便快捷且無破壞性等優點，但其建立時的長期不穩定性、可靠性、使用壽命時長性和批量生產工藝等方面的問題仍需進一步探索。

熒光納米材料由于具有靈敏度高、響應快速并能夠實時檢測等優點，近年來被廣泛用于食品檢測、環境監測、癌癥識別、細胞成像等領域[12-15]。銅納米團簇與金屬納米團簇中的金、銀納米團簇相比，由于其原料廉價易得且具有非常好的物理化學性質(如電學、光學、磁性、熒光性以及良好生物相容性[16-17]等)，在生物分析、生物成像、工業催化以及電子設備等方面被廣泛運用[18-21]。如Wen等設計、合成了一種摻雜碳點的雙發射(紅/藍)熒光銅納米團簇用于可視化檢測環境濕度[22]；Wang等制備合成腺苷穩定的銅納米團簇用于呋喃妥因的檢測[23]；Goswami等利用轉鐵蛋白作為穩定劑和保護劑制備得到發紅色熒光銅納米團簇[24]。雖然研究者采用各種保護劑、穩定劑和還原劑制備得到具有不同發射熒光的銅納米團簇，但其水溶性和穩定性都較差，且迄今為止借助發橙色熒光銅納米團簇對乙醇含量進行檢測的報道較少[19,22]。

因此，為了獲得合成簡單且穩定性高的水溶性熒光銅納米團簇，我們以氯化銅(CuCl2)為原料、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為保護劑、2-巰基苯并噻唑(MBT)為穩定劑、抗壞血酸(AA)為還原劑，合成了聚乙烯吡咯烷酮保護的具有橙色熒光的銅納米團簇(PVP-Cu NCs)。與傳統方法制備的銅納米團簇相比，借助聲化學還原一鍋法制備的PVP-Cu NCs具有更好的穩定性。通過光學表征和光電子能譜測試證實PVP-Cu NCs成功制備。物質響應性實驗發現該PVP-Cu NCs可作為檢測乙醇的熒光探針，其熒光強度隨著乙醇含量(體積分數)的增大而逐漸降低，且最終全部猝滅，該方法與文獻中的乙醇檢測方法相比，成本低廉、樣品用量少，可以實現更快速、更準確的乙醇檢測。此外，我們利用該方法對啤酒中乙醇含量進行定量分析，發現其具有良好的回收率，有望應用于食品檢測領域。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

CuCl2購自天津市天力化學試劑有限公司。MBT(純度不低于98.0%)購自上海阿拉丁試劑有限公司。PVP(K30)購自上海麥克林生物試劑有限公司。AA(純度不低于98.0%)購自國藥集團化學試劑有限公司。氫氧化鈉(NaOH)、氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、氯 化 鈣 (CaCl2)、草 酸 鈉 (Na2C2O4)、硝 酸 鈉(NaNO3)、碳酸鈉(Na2CO3)均為分析純，購于天津市科密歐化學試劑有限公司。異丁醇(Iso)、甲苯(Tol)、正丁醇(But)、甲醛(For)、正辛醇(Oct)、石油醚(Pet)、甲醇(Met)、乙醇(EtOH)購自天津市大茂化學試劑廠。高半胱氨酸(Hcy)、苯丙氨酸(Phe)、甘氨酸(Gly)、賴氨酸(Lys)、半胱氨酸(Cys)、酪氨酸(Tyr)、谷氨酸(Glu)等購自美國Fine-Scientific。所有試劑均未經再純化。實驗所用水均為18.2 MΩ去離子水。

所用儀器有電子分析天平(FA-1004，上海上平儀器有限公司)、數控超聲波清洗器(KQ-300DE，昆山市超聲儀器有限公司)、酸度計(FE-20，上海梅特勒-托利多儀器有限公司)、熒光分光光度計(F-7000，日本日立)、暗箱式三用紫外分析儀(ZF-7ND，上海嘉鵬科技有限公司)、紫外可見分光光度計(S-600，德國耶拿)、透射電子顯微鏡(TEM，Tecnai G2 F20 S-TWIN，美國FEI公司，工作電壓：200 kV)、納米粒度及電位分析儀(ZS-90，英國Malvern公司)、X射線光電子能譜儀(XPS，ThermoFisher ESCALAB 250Xi，美國賽默飛公司)。

1.2 PVP-Cu NCs的制備及條件優化

在文獻[20]方法的基礎上稍許改變步驟制備得到PVP-Cu NCs，具體如下：首先取一支潔凈的25 mL比色管，隨后依次加入 2.0 mL CuCl2(1.0 mmol·L-1)、6.0 mL MBT(0.1 mmol·L-1)、1.0 mL PVP(0.069 mmol·L-1)和4.0 mL AA(0.1 mmol·L-1)，并用超純水定容到刻度線，混合均勻，然后放入超聲清洗器中密封反應，反應參數：20℃、50 W、20 min。待反應完成后，將反應液轉移到30 kDa的超濾管，以4 500 r·min-1的轉速離心純化，然后置于4℃冰箱避光保存備用。此外，為了探究制備PVP-Cu NCs的最優條件，分別改變試劑(CuCl2、PVP、MBT、AA)用量、超聲功率、反應溫度、反應時間和pH并控制其他條件一致時制備PVP-Cu NCs，將制得的PVP-Cu NCs在340 nm激發波長下，測定發射波長580 nm處的熒光強度。

1.3 PVP-Cu NCs的穩定性測試

為了探究所制備的PVP-Cu NCs的穩定性，我們分別研究了時間效應、紫外輻射效應和鹽效應對其熒光強度的影響。

時間效應：將制備好的PVP-Cu NCs保存于5.0 mL的EP管中，置于4℃冰箱中避光保存，每隔一段時間測定其在激發波長為340 nm，發射波長為580 nm下的熒光光譜。

紫外輻射效應：將制備好的PVP-Cu NCs分別放置于12管5.0 mL EP管中進行不同時間紫外照射，然后測其在340 nm激發波長、580 nm發射波長下的熒光光譜。

鹽效應：分別用1.8 mL不同濃度(0.05、0.1、0.2、0.25、0.5 mol·L-1)的 NaCl溶液稀釋 0.2 mL PVP-Cu NCs，然后測其在340 nm激發波長、580 nm發射波長下的熒光光譜。

1.4 PVP-Cu NCs熒光法檢測乙醇

取2.0 mL EP管若干進行編號，分別加入200 μL制備好的PVP-Cu NCs和1.8 mL無水乙醇，此時得到的PVP-Cu NCs中乙醇體積分數為90%，靜置5 min，測定其在發射波長580 nm處的熒光光譜。重復上述步驟，在保證總體積為2.0 mL的條件下改變PVP-Cu NCs中乙醇的體積分數，依次測得當乙醇體積分數為5%～90%時，PVP-Cu NCs在發射波長580 nm下的熒光光譜，其中空白對照為200 μL PVP-Cu NCs和1.8 mL超純水。

1.5 PVP-Cu NCs比色法檢測乙醇

首先，用剪刀將濾紙裁剪成正方形(如：1.0 cm×1.0 cm)[21]，隨后將濾紙浸入PVP-Cu NCs溶液中。干燥后，獲得基于PVP-Cu NCs的熒光試紙。隨后，將不同濃度的乙醇溶液滴加到PVP-Cu NCs試紙上并干燥。設置空白對照組(PVP-Cu NCs未浸泡濾紙)，將不同處理試紙放置于暗箱紫外儀中于365 nm紫外燈下照射，觀察試紙顏色變化并拍照記錄。

1.6 PVP-Cu NCs對啤酒樣品的檢測

為了檢測酒精飲品中乙醇含量，從超市購買不同類型啤酒，在測量前，用超純水進行稀釋，隨后借助1.4中方法進行乙醇含量檢測。

2 結果與討論

2.1 PVP-Cu NCs的合成

借助一步聲化學還原法合成了PVP-Cu NCs，設計思路如圖1所示。在此方法中，AA作為還原劑，可將Cu（Ⅱ）還原為Cu（Ⅰ）和Cu(0)，隨后Cu與作為穩定劑的MBT分子中的S形成Cu—S鍵，從而形成銅納米團簇，但由于其極易發生氧化，因此選擇PVP作為保護劑，從而制備得到具有良好穩定性的PVP-Cu NCs。

圖1 PVP-Cu NCs的合成以及其用于熒光比色法檢測乙醇Fig.1 Synthesis of PVP-Cu NCs and its application in fluorescence colorimetric detection of EtOH

由于原料用量、反應介質的pH、反應溫度和反應時間都對PVP-Cu NCs的尺寸、結構以及光學性質有重要影響，因而我們以熒光強度為標準，對其合成條件進行優化探究。如圖2A所示，隨著CuCl2用量的增加，熒光強度先上升后下降，當CuCl2用量為2.0 mL時，合成的PVP-Cu NCs熒光最強。圖2B顯示出當PVP體積為1.0和6.0 mL時，其熒光強度相差不大，為了節約藥品，故PVP最佳用量選取1.0 mL。由圖2C得出，隨著MBT用量的增加，熒光強度越來越強，而后趨于穩定，當MBT用量為6.0 mL時，PVP-Cu NCs的熒光強度最強。由圖2D可知，AA用量與PVP-Cu NCs的熒光強度的關系呈正態分布，當AA用量為4.0 mL時，所制備的樣品熒光強度最強。這一系列的用量探究，說明原材料的用量對PVP-Cu NCs的熒光有影響。

除了各原料會影響所制備的PVP-Cu NCs熒光強度，超聲功率、超聲反應時間、反應溫度、反應介質也可能使PVP-Cu NCs的熒光強度有所變化。由圖2E可看出，超聲功率對其無太大影響，選用50 W為最佳功率。超聲時間過短或者過長同樣也會降低其熒光強度，由圖2F可知20 min為最佳。由圖2G可看出超聲溫度對PVP-Cu NCs影響也較大，隨著溫度的上升，熒光強度越來越弱，但是15℃低于室溫，故選擇超聲溫度為20℃時進行反應。溶液pH可以說是制備PVP-Cu NCs時最為重要的一個因素，由圖2H可知，pH=11時最佳，pH大于或小于11都會導致PVP-Cu NCs的熒光發生猝滅或減弱。所以用該方法合成PVP-Cu NCs的最佳超聲功率、超聲時間、反應溫度、溶液pH值分別為50 W、20 min、20℃、11。綜上，根據最優條件，我們可制備出熒光強度較強的PVP-Cu NCs。

圖2 合成條件對PVP-Cu NCs的熒光強度的影響：(A)CuCl2(1.0 mmol·L-1)用量、(B)PVP(0.069 mmol·L-1)用量、(C)MBT(0.1 mmol·L-1)用量、(D)AA(0.1 mmol·L-1)用量、(E)超聲功率、(F)超聲時間、(G)反應溫度、(H)pHFig.2 Effect of preparation condition on fluorescence intensity of PVP-Cu NCs：(A)volume of CuCl2(1.0 mmol·L-1),(B)volume of PVP(0.069 mmol·L-1),(C)volume of MBT(0.1 mmol·L-1),(D)volume of AA(0.1 mmol·L-1),(E)ultrasonic power,(F)ultrasonic time,(G)reaction temperature,(H)pH

2.2 PVP-Cu NCs的表征

圖3A顯示了PVP-Cu NCs的紫外可見吸收光譜，從圖中可以觀察到其在340 nm左右出現紫外吸收峰，而反應原料在此處無吸收峰，此外，在520 nm處沒有明顯的銅納米顆粒的表面等離子體共振峰，說明合成的銅納米團簇中沒有大粒徑的銅納米顆粒生成。圖3B則顯示在340 nm的光激發下，各反應原料在580 nm處并無熒光發射峰，而PVP-Cu NCs出現了明顯的熒光發射峰，并且發射光譜窄而對稱，且與內源性熒光的光譜區域充分分離。插圖為PVP-Cu NCs和各反應原料混合物在日光燈和紫外燈(λmax=365 nm)下所拍照片，可看到在365 nm紫外燈的照射下，PVP-Cu NCs呈現出明亮的橙色熒光。如圖3C所示，與有機染料相比，PVP-Cu NCs有著大的斯托克斯位移，這避免了發射和激發信號的相互干擾，同時表明PVP-Cu NCs可以作為極好的熒光探針用于生物傳感和成像。圖3D為PVP-Cu NCs的紅外光譜，3 427和1 767 cm-1處為羧基中—OH和—C=O的特征峰，因此PVP-Cu NCs具有良好的水溶性；2 500 cm-1附近沒有出現明顯吸收峰，表明有S—Cu鍵的形成，說明PVP-Cu NCs已成功制備。

圖3 PVP-Cu NCs和反應物的(A)紫外可見吸收光譜圖和(B)熒光激發和發射光譜圖(插圖：PVP-Cu NCs或反應原料混合物在365 nm的紫外燈下照片);PVP-Cu NCs的(C)紫外吸收光譜和熒光光譜圖(插圖：PVP-Cu NCs在可見光下照片)以及(D)紅外光譜圖Fig.3 (A)UV-Vis absorption spectra and(B)fluorescence excitation and emission spectra(Inset：photographs of PVP-Cu NCs and the reactant mixture under UV light irradiation of 365 nm)of PVP-Cu NCs and the reactant;(C)UV-Vis absorption spectra and fluorescence spectra of PVP-Cu NCs(Inset：photograph of PVP-Cu NCs under visible light)as well as(D)FTIR spectra

隨后通過XPS對PVP-Cu NCs進行表征，結果如圖4所示。圖4A顯示了構成PVP-Cu NCs的主要元素。圖4B中Cu2p的XPS譜圖證實存在Cu2p1/2和Cu2p3/2的峰，一個在951.65 eV，另一個在931.73 eV，分別歸屬于Cu(0)和Cu（Ⅰ）。另外，通過TEM和動態光散射(DLS)表征PVP-Cu NCs的形態和大小。TEM圖像顯示PVP-Cu NCs是球形的，平均尺寸約為6.0 nm(圖4F)，與DLS測定的流體動力學直徑相一致(圖4F插圖)。

圖4 PVP-Cu NCs的XPS譜圖：(A)PVP-Cu NCs、(B)Cu2p、(C)N1s、(D)O1s、(E)C1s;(F)PVP-Cu NCs的TEM圖Fig.4 XPS spectra of PVP-Cu NCs：(A)PVP-Cu NCs,(B)Cu2p,(C)N1s,(D)O1s,(E)C1s;(F)TEM image of PVP-Cu NCs

2.3 PVP-Cu NCs的穩定性

我們選擇硫酸奎寧(量子產率為54%)作為標準物質，測定PVP-Cu NCs的熒光量子產率為15.1%。圖5A為在一段時間內，PVP-Cu NCs的最大發射峰熒光強度隨時間的變化。由圖可見PVP-Cu NCs的熒光強度并無明顯降低，表明PVP-Cu NCs具有良好的儲存穩定性。圖5B為PVP-Cu NCs試紙不同儲存時間后在365 nm的紫外燈下的照片，可以看出在放置8 d后，熒光強度略微減弱，但沒有大幅猝滅。圖5C為1 h內PVP-Cu NCs的紫外輻射熒光光譜，可觀察到PVP-Cu NCs的熒光強度較為穩定，證明PVPCu NCs的紫外輻射穩定性良好。為了研究離子強度對PVP-Cu NCs的影響，將PVP-Cu NCs置于0.05～0.5 mol·L-1的NaCl溶液中，由圖5D觀察到伴隨著氯化鈉濃度從低到高的變化，PVP-Cu NCs熒光強度呈現增強趨勢，但整體比較穩定，表明PVP-Cu NCs的耐鹽性良好。

圖5 PVP-Cu NCs的穩定性測試：(A)PVP-Cu NCs熒光強度隨時間的變化;(B)儲存時間對PVP-Cu NCs試紙響應性能的影響;(C)紫外輻射時間對PVP-Cu NCs熒光強度的影響;(D)NaCl溶液濃度對PVP-Cu NCs熒光強度的影響Fig.5 Stability tests of PVP-Cu NCs：(A)changes of fluorescence intensity of PVP-Cu NCs with time;(B)effect of storage time on response performance of PVP-Cu NCs test paper;(C)effect of UV radiation time on fluorescence intensity of PVP-Cu NCs;(D)effect of concentration of NaCl solution on fluorescence intensity of PVP-Cu NCs

2.4 PVP-Cu NCs選擇性檢測乙醇

為了評價PVP-Cu NCs對乙醇的響應性，在pH=11、340 nm的激發光下對具有干擾性的代表陰離子、氨基酸(10 μmol·L-1)和其它醇類物質進行了檢測，包括C2O42-、CO32-、Cl-、NO3-、Hcy、Phe、Gly、Lys、Cys、Tyr、Glu、Ca2+、Na+、K+、Iso、Tol、But、For、Oct、Pet、Met。如圖6A所示，只有乙醇能夠引起PVP-Cu NCs的熒光強度顯著降低，而其他的物質并沒有引起PVP-Cu NCs熒光強度的明顯變化。顯然，PVP-Cu NCs可以作為對乙醇具有高度選擇性的熒光探針。

圖6 PVP-Cu NCs對乙醇的響應性和靈敏性測試：(A)PVP-Cu NCs與不同分析物共存時的熒光強度變化;(B)不同乙醇含量對PVP-Cu NCs熒光強度的影響;(C)PVP-Cu NCs熒光強度隨乙醇含量變化的曲線;(D)PVP-Cu NCs熒光強度與乙醇含量線性關系圖Fig.6 Responsiveness and sensitivity tests of PVP-Cu NCs to EtOH：(A)changes of fluorescence intensity of PVP-Cu NCs in the presence of various analytes;(B)effect of different EtOH contents on fluorescence intensity of PVP-Cu NCs;(C)plot of fluorescence intensity of PVP-Cu NCs vs EtOH content;(D)liner relationship of fluorescence intensity of PVP-Cu NCs vs EtOH content

由于PVP-Cu NCs對乙醇有明顯的選擇性，為了研究PVP-Cu NCs對乙醇檢測的靈敏度，定量探究了不同乙醇含量對PVP-Cu NCs熒光強度變化的影響，所得熒光光譜如圖6B所示。結果顯示隨著乙醇含量(體積分數)的增大，PVP-Cu NCs的熒光強度隨之減弱，當乙醇含量達到80%時，PVP-Cu NCs的熒光完全猝滅，說明PVP-Cu NCs對乙醇有較好的響應性(圖6C)。圖6D為PVP-Cu NCs熒光強度與乙醇含量的線性關系，其線性方程為y=3 283.37-65.884 6x，R2=0.991 7，檢出限(LOD)為3.42%，與文獻報道的乙醇檢測方法相比，我們的方法實現了良好的靈敏度和準確性檢測，如表1所示。

表1 不同材料對乙醇檢測的對比Table 1 Comparison of different nanomaterials for EtOH sensing

2.5 PVP-Cu NCs比色法檢測乙醇

為了考察PVP-Cu NCs對乙醇的響應性，將PVP-Cu NCs溶液浸泡濾紙并干燥后，用365 nm的紫外燈照射。如圖7A所示，與空白對照(d)相比，濾紙發出強烈的橙色熒光(e)，然后在濾紙上滴加乙醇溶液，橙色熒光猝滅(f)。圖7B展示了將不同含量的乙醇溶液滴加到PVP-Cu NCs濾紙上后顏色的變化，可以看出隨乙醇含量的增加，濾紙顏色逐漸由橙色向藍色變化。此現象表明可利用PVP-Cu NCs設計一種檢測乙醇溶液或者蒸汽的可視化檢測試紙。為了更進一步明確溫度和時間對PVP-Cu NCs檢測乙醇的影響，我們進行了詳細測試，如圖8所示。由圖8A可知，溫度在20～35℃范圍內，PVP-Cu NCs溶液檢測乙醇沒有受明顯影響。圖8B則表明向PVP-Cu NCs溶液中加入乙醇1 min后，熒光強度就會迅速下降，但二者作用3 min左右，熒光強度幾乎不再發生改變，表明PVP-Cu NCs溶液檢測乙醇響應時間需要約3 min。圖8C為PVP-Cu NCs試紙檢測乙醇的響應時間，由于裸眼觀察與儀器測試的差別，試紙檢測乙醇響應時間相對滯后，約為4 min。

圖7 (A)(a、d)空白濾紙、(b、e)浸染PVP-Cu NCs的濾紙及(c、f)其加入乙醇后在365 nm紫外光照射時的顏色變化;(B)浸染PVP-Cu NCs的濾紙加入不同含量乙醇后在365 nm紫外光照射時的顏色變化Fig.7 (A)(a,d)Color changes of blank filter paper,filter paper stained by PVP-Cu NCs in the(b,e)absence and(c,f)presence of EtOH under UV light at 365 nm;(B)Color changes of filter paper stained by PVP-Cu NCs after adding various contents of EtOH under UV light at 365 nm

圖8 溫度(A)和時間(B)對PVP-Cu NCs溶液檢測乙醇的影響;(C)PVP-Cu NCs試紙對乙醇的響應時間Fig.8 Effect of temperature(A)and time(B)on detection of EtOH by PVP-Cu NCs solution;(C)Response time of PVP-Cu NCs test paper to EtOH

2.6 PVP-Cu NCs檢測乙醇機理探討

為了探究PVP-Cu NCs檢測乙醇的機制，我們首先測試了加入乙醇后PVP-Cu NCs的形貌和粒徑大小，如圖9所示。未加乙醇之前，PVP-Cu NCs為球形，且平均尺寸約為6.0 nm(圖4F)；加入乙醇之后，其TEM圖呈現不規則分布結構(圖9A)，且經DLS測試，發現粒徑增大到約100 nm(圖9B)，這一現象表明乙醇與PVP之間可能形成氫鍵，而氫鍵可誘使銅納米團簇穩定性降低，從而使熒光猝滅。為了證實這一猜測，隨后設計了如下實驗：在熒光猝滅的PVPCu NCs+EtOH體系中，我們分別加入還原劑AA和NaBH4(10 mmol·L-1)，發現該檢測體系的熒光可以恢復，如圖10所示。這種現象可能是由于AA可以將乙醇分解為酯和水，NaBH4則與乙醇發生反應：NaBH4+4C2H5OH=B(OC2H5)3+4H2+NaOC2H5，從 而 使PVP-Cu NCs熒光恢復。這證實了乙醇誘導PVP-Cu NCs熒光猝滅是由于其改變了銅納米團簇結構，使PVP-Cu NCs穩定性降低后發生了聚集，從而誘導熒光猝滅。

圖9 檢測乙醇后PVP-Cu NCs的TEM圖(A)和粒徑分布(B)Fig.9 TEM image(A)and size distribution(B)of PVP-Cu NCs after EtOH detection

圖10 PVP-Cu NCs、PVP-Cu NCs+EtOH、PVP-Cu NCs+EtOH+NaBH4和PVP-Cu NCs+EtOH+AA的(A)熒光光譜圖及(B)在365 nm紫外燈下的照片Fig.10 (A)Fluorescence emission spectra and(B)photos under UV light at 365 nm of PVP-Cu NCs,PVP-Cu NCs+EtOH,PVP-Cu NCs+EtOH+NaBH4and PVP-Cu NCs+EtOH+AA

2.7 酒精飲料中乙醇的檢測

為驗證該方法的實用性，將其應用于啤酒中乙醇含量的測定。利用上述建立的檢測乙醇的方法來實現對于實際樣品的檢測，并通過建立的回歸方程曲線計算啤酒中的乙醇含量。如表2所示，啤酒中的回收率為100.2%～106.1%。實驗結果表明PVP-Cu NCs對各種酒品飲料中乙醇的定量檢測分析有著巨大的潛力。

表2 PVP-Cu NCs對加標啤酒稀釋樣品中乙醇含量的檢測Table 2 Detection of EtOH content in spiked beer diluent sample by PVP-Cu NCs

3 結論

以CuCl2為原料、PVP為保護劑、MBT為穩定劑、AA為還原劑合成簡單化且穩定性高的水溶性熒光銅納米團簇(PVP-Cu NCs)。利用紫外光譜和熒光光譜對PVP-Cu NCs的光學性質進行了表征，結果證明其在300～350 nm處出現吸收峰，在激發波長為340 nm時測得最大發射峰為580 nm。實驗結果表明PVP-Cu NCs的熒光強度受時間、紫外輻射和鹽效應影響不大，說明其具有良好的耐光漂白性和耐鹽性。物質響應測試發現PVP-Cu NCs對乙醇有較好的響應性，且可制作為乙醇檢測試紙，對50%的乙醇溶液可進行可視化檢測，有可能用于開發乙醇檢測試紙。