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碳量子點(diǎn)（carbon quantum dots, CDs）是指由碳元素組成的納米顆粒，具有強(qiáng)熒光性、低毒性、高穩(wěn)定性、易修飾性等特點(diǎn)，是一種新型的熒光納米材料。基于碳量子點(diǎn)熒光生物傳感器是指一種利用碳量子點(diǎn)作為熒光信號(hào)源，結(jié)合特定的識(shí)別元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的檢測或成像的傳感器。基于碳量子點(diǎn)熒光生物傳感器在大腸桿菌檢測應(yīng)用研究具有以下優(yōu)點(diǎn)：

基于碳量子點(diǎn)熒光生物傳感器可以利用碳量子點(diǎn)的高熒光效率、大斯托克斯位移、長壽命和可調(diào)節(jié)的發(fā)光范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)大腸桿菌的高靈敏度、高選擇性、快速分析和無損傷的檢測或成像。

基于碳量子點(diǎn)熒光生物傳感器可以利用不同類型的識(shí)別元件（如DNA、抗體、酶等）與大腸桿菌之間的特異性結(jié)合或反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大腸桿菌的定性或定量分析。

基于碳量子點(diǎn)熒光生物傳感器可以利用不同類型的模板或配體對(duì)碳量子點(diǎn)進(jìn)行修飾或摻雜，實(shí)現(xiàn)對(duì)碳量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和性能的調(diào)控，從而提高其熒光信號(hào)強(qiáng)度和特異性。

基于碳量子點(diǎn)熒光生物傳感器在大腸桿菌檢測應(yīng)用研究的案例：

一種基于碳量子點(diǎn)和單鏈DNA（ssDNA）的熒光生物傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大腸桿菌（Escherichia coli, E. coli）的檢測。該傳感器利用超臨界流體法以胡蘿卜汁為碳源制備了碳量子點(diǎn)，并利用ssDNA與碳量子點(diǎn)之間的吸附作用降低了碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度1。在存在大腸桿菌時(shí)，ssDNA優(yōu)先與大腸桿菌通過氫鍵結(jié)合，從而恢復(fù)了碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度1。該傳感器具有優(yōu)異的靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性，其線性范圍為1×10 2 –1×10 8 CFU mL −1 ，檢測限為60 CFU mL −1 (S/N = 3)。

參考文獻(xiàn)：

[1]A fluorescent biosensor based on carbon quantum dots and single-stranded DNA for the detection of Escherichia coli。

[2]Yan F, Zhang H, Sun Z et al (2019) Carbon dots as building blocks for the construction of functional nanocomposite materials. J Iran Chem Soc 17:1–15.