本期分享了一篇2023年发表在《分光光度计》杂志上的文章，邓家熙老师设计了一种基于石墨烯量子点（GQDs）的荧光传感器阵列，在其中加入有机物质，GQDs与溶剂之间会产生分子间作用力，导致荧光强度的变化。该传感器阵列可以区分21种有机物质、不同比例的四元混合有机物质以及17种同一品牌的白酒。文章标题为《基于阵列的同一品牌白酒鉴别》，通讯作者为重庆大学侯长军教授、霍丹群教授、罗小刚教授。
一、引言
五粮液白酒以五种粮食酿造，主要成分是水和乙醇，有机物含量极少。但由于有机物分子含量的差异，五粮液酒形成了多个系列，这些有机物相辅相成，共同造就了风味极佳的白酒。目前浓香型白酒占据了半壁江山，而五粮液白酒则以领头品牌脱颖而出，知名度极高。及时对五粮液白酒进行检测意义重大。
目前，酒类成分检测主要依靠感官评价和大型分析仪器。感官评价依靠品酒者的鉴别，可以快速得到结果，但易受外界环境和品酒者自身条件的影响，缺乏客观性和准确性，无法标准化。大型仪器分析虽然结果准确可靠，但往往存在仪器昂贵、操作复杂、需要预处理、不便携等缺点。因此，迫切需要一种简便、便携、高效的酒精检测方法。
传感器阵列基于哺乳动物的嗅觉系统，由各种敏感元件组成，这些敏感元件可以与测试化合物发生化学反应，提供特定的指纹信息，可以高效及时地检测复杂的化合物。荧光具有高效、快速的优点，它与传感器阵列的结合提高了探针的灵敏度，扩大了阵列的检测范围。GQDs具有良好的生物相容性、稳定的光学性质以及易于制备等特点。基于此，本文设计了一种基于石墨烯量子点（GQD）的荧光传感器阵列，用于检测不同品种的白酒。
2.创新
1.构建了荧光传感阵列，其中GQDs既是检测的敏感元件，又是阵列荧光信号的转换元件。
2. GQD作为单一传感元件与DMF、DMSO、EG三种不同溶剂结合可以提高传感器阵列的检测灵敏度。
3. 主要结果
1.阵列设计与构建：本文以邻苯二胺和邻苯二酚为原料，采用水热法合成GQDs，并溶于三种溶剂中，GQDs在DMF中呈现绿色荧光，在DMSO中呈现淡绿色荧光，在EG中呈现淡紫粉色荧光。
图1 基于GQD的荧光传感器阵列用于五粮液系列白酒鉴别示意图
2. GQDs 的表征
图 2 GQDs 的特性。(a 和 b) TEM 图像；(c) 傅里叶变换红外光谱；(d) 荧光寿命；(e) 量子产率；(f) GQDs 的全扫描 XPS 光谱；(g) C 1s XPS；(h) N 1s XPS；(i) O 1s XPS。
3. 有机分子鉴定
图3 21种有机小分子的鉴定：（a）PCA；（b）HCA；（c）LDA。
4. 识别五粮液酒
图4 17个五粮液酒样品的模式识别：（a）PCA，（b）HCA，和（c）LDA。
四、结论
本文设计了一种基于荧光的传感器阵列，对五粮液白酒表现出了良好的检测性能。GQDs溶解于不同的有机溶剂后，加入其他物质时分子间相互作用的变化会调节GQDs的特征荧光峰。通过数据处理和机器算法，利用HCA和LDA成功识别了0.1 mM的21种醇、醛、酸和酯，检出率达100%。随后，HCA和LDA的准确率均达到100%，可以准确区分不同摩尔比的甲醇-乙醛-丁酸-乙酸乙酯。对17个五粮液白酒样品、22个白酒和未知样品的LDA预测准确率为100%。该传感器阵列可进一步应用于白酒品质检测，为同一品牌白酒样品的检测提供了一种新思路。
DOI:10.1039/
来源 | 生化传感与测试
李佳丽、罗益瑶、邹晓志主编
