Colorimetric Determination of Sarcosine with Carbon Quantum Dots as Mimetic Peroxidase

doi:10.7503/cjcu20200719

Abstract

Abstract:

Water soluble carbon quantum dots（CQDs） were prepared from fruit skin. Transmission electron microscopy（TEM） analysis showed that the average particle size of the CQDs was 2.4 nm. Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR） revealed that the surface of CQDs was predominated in oxygen-containing functional groups. The obtained CQDs could catalyze the H₂O₂-mediated oxidation of 3，3'，5，5'-tetramethylbenzidine（TMB） to produce the corresponding blue oxidized product（ox-TMB）. Thus， a simple method for the detection of H₂O₂was established. Under the conditions of pH=3.5， temperature of 40 °C， 1.0 mmol/L TMB and incubation time of 15 min， the absorbance of ox-TMB increased linearly with the increase of H₂O₂ concentration in the range of 5.0—100 μmol/L， and the detection limit（3σ/k） for H₂O₂ was 3.0 μmol/L. Given the fact that H₂O₂ was one of the products of sarcosine oxidase（SOX）-catalyzed sarcosine oxidation， a method for the indirect detection of sarcosine based on CQDs-catalyzed and H₂O₂-mediated TMB oxidation was also deve-loped. The increase of ox-TMB absorbance enabled the sensitive determination of sarcosine in the range of 0.5—350 μmol/L， and the detection limit sarcosine was calculated to be 0.3 μmol/L. The method exhibited its potential application in the detection of sarcosine in human urine samples with the recovery of 94%—99%.

Key words: Carbon quantum dot, Mimetic enzyme, Colorimetry

CLC Number:

O657

TrendMD:

SHU Xin, WANG Di, YUAN Chunling, QIN Xiu, WANG Yilin. Colorimetric Determination of Sarcosine with Carbon Quantum Dots as Mimetic Peroxidase[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(6): 1761.

Figures/Tables 10

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Method	System	Linear range/(μmol·L^-1)	LOD/(μmol·L^-1)	Reference
HPLC	―	0.5―20	0.1	[27]
Electrochemical	SO_x/Pt@ZIF8/Nafion	5―30	1.06	[28]
Electrochemical	SO_x/carbon screen printed	0.01―0.1	0.016	[29]
Colorimetric	Pd NPs	0.01―50	0.005	[30]
Colorimetric	NQS/GO	6.2―26.3	0.73	[31]
Colorimetric	FA?PMo4V8	0.2―500	0.311	[32]
Colorimetric	CQDs	0.5―350	0.3	This work

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Electrochemical	SO_x/Pt@ZIF8/Nafion	5―30	1.06	[28]
Electrochemical	SO_x/carbon screen printed	0.01―0.1	0.016	[29]
Colorimetric	Pd NPs	0.01―50	0.005	[30]
Colorimetric	NQS/GO	6.2―26.3	0.73	[31]
Colorimetric	FA?PMo4V8	0.2―500	0.311	[32]
Colorimetric	CQDs	0.5―350	0.3	This work

Sample	Added/(μmol·L^-1)	Measured/(μmol·L^-1)	RSD(%)	Recovery(%)
1	0	0.21	3.3
	1.00	1.17	2.7	96
2	0	0.75	1.5
	2.00	2.73	2.6	99
3	0	8.25	3.1
	2.00	10.13	3.7	94

Sample	Added/(μmol·L^-1)	Measured/(μmol·L^-1)	RSD(%)	Recovery(%)
1	0	0.21	3.3
	1.00	1.17	2.7	96
2	0	0.75	1.5
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