受生物启发的亚麻籽衍生碳量子点作为荧光探针，用于生物液体和剂型中伊美格明（imeglimin）的荧光测定

《Sensing and Bio-Sensing Research》：Bio-inspired linseed derived carbon quantum dots as a fluorescent probe for the fluorimetric determination of imeglimin in biological fluids and dosage forms

本研究开发了一种基于生物灵感亚麻籽衍生碳量子点（LIN-CQDs）的荧光法用于测定新型抗糖尿病药物img。LIN-CQDs通过微波辅助水热法合成，证实其氮掺杂特性，并利用静态淬灭机制实现img的高灵敏度检测（线性范围0.15-3.0 μg/mL，LOD 0.042 μg/mL），方法经ICH指南验证，适用于药片及生物样本（血浆、尿液）检测，并评估其环境可持续性。

　　
本研究聚焦于开发一种基于生物启发式碳量子点（CQDs）的绿色荧光检测方法，用于新型抗糖尿病药物Imeglimin（IMG）的定性与定量分析。研究团队以亚麻籽为原料，通过微波辅助水解技术制备了具有高荧光量子产率（55.9%）的氮掺杂CQDs（LIN-CQDs），并首次将其应用于IMG的检测。该方法突破了传统紫外光谱和色谱法的局限性，展现出更优的灵敏性（检测限0.042 μg/mL）和选择性，同时满足绿色化学理念要求。

**材料创新与合成优化**
研究采用亚麻籽这一天然植物资源，其蛋白质和脂肪成分在微波水解条件下转化为CQDs。传统亚麻籽CQDs合成需12小时水热反应，而本研究所采用的微波辅助技术将反应时间缩短至10分钟，同时保持纳米级粒径（<10 nm）和均匀分散特性（TEM证实）。这种高效合成方式降低了能耗，减少了化学溶剂的使用，符合绿色制备原则。

**荧光探针的机制解析**
通过FTIR、XPS和TEM表征，证实LIN-CQDs表面富含羧基（–COOH）和氨基（–NH?）等官能团。这些基团与IMG分子中的氨基形成静电作用与氢键结合，导致荧光淬灭。值得注意的是，淬灭过程遵循静态结合机制，与动态淬灭（如碰撞或溶剂效应）存在本质差异。研究通过Stern-Volmer方程验证了这一机制，发现不同温度下的淬灭常数线性相关，排除了热激发等干扰因素。

**方法验证与生物样品应用**
该方法严格遵循ICH指南进行验证：
1. **线性范围**：0.15–3.0 μg/mL，R2=0.9999，满足药典对线性响应的要求
2. **灵敏度指标**：检测限（LOD）0.042 μg/mL，定量限（LOQ）0.127 μg/mL，优于多数天然CQDs探针
3. **精密度**：日内相对标准偏差（RSD）<2%，日间RSD<3%，证明方法稳定性
4. **特异性**：在血浆和尿液中存在多种干扰物质（如BSA、葡萄糖、尿素等）的情况下，仍能准确检测1 μg/mL的IMG浓度

研究进一步验证了该方法在真实样品中的适用性：
- **药物制剂分析**：对Twymeeg?片剂进行定量检测，与HPLC法结果无显著差异（p>0.05）
- **生物样本检测**：在含0.5% BSA的血浆和尿液中，平均回收率达97.8–99.6%，证实抗干扰能力
- **长期稳定性**：LIN-CQDs在4℃储存30天后荧光强度保持92%以上，优于多数纳米材料探针

**绿色化学评估体系**
通过三重评估指标展现方法的环保优势：
1. **Analytical Eco-Scale**：获得92分（满分100），在试剂用量、废物处理和能耗方面表现优异
2. **Analytical Green Star Area (AGSA)**：12项绿色化学原则中11项达优，总评分77.78/100
3. **ComplexMoGAPI**：综合评估达84%，特别在原料可持续性和制备过程节能性方面得分突出

**技术对比与行业意义**
与现有检测方法相比，LIN-CQDs荧光法具有显著优势：
- **灵敏度提升**：检测限比紫外光谱法低约2个数量级（原方法LOD=0.25 μg/mL）
- **操作简化**：无需色谱柱或昂贵仪器，仅需荧光分光光度计
- **成本效益**：亚麻籽原料廉价易得，合成成本降低60%以上

**产业化潜力分析**
研究团队特别指出该方法的工业化可行性：
1. **规模化制备**：已实现公斤级CQDs稳定生产，产率达85%
2. **设备兼容性**：检测流程适配现有实验室荧光设备，无需购置新仪器
3. **扩展性**：通过表面功能团修饰，可拓展至其他药物（如硝苯地平、格列本脲）的检测

**技术局限与改进方向**
尽管取得显著进展，仍存在以下优化空间：
1. **生物相容性提升**：需进一步降低CQDs表面电荷密度（目前为-12.3 mV）以减少蛋白质吸附
2. **抗干扰能力增强**：在复杂基质（如血液）中，部分氨基酸的干扰信号仍需通过多波长检测解决
3. **长期稳定性验证**：建议增加加速老化试验（如85℃/60%湿度）以完善稳定性数据

本研究为天然纳米材料在药物分析中的应用树立了新标杆，其创新性体现在三个方面：
1. **原料创新**：首次将亚麻籽蛋白转化为功能化量子点，突破传统石墨化原料限制
2. **机制创新**：阐明氨基-羧基静态结合的淬灭机制，为同类探针设计提供理论支撑
3. **方法创新**：建立包含Eco-Scale、AGSA和ComplexMoGAPI的多维度绿色评价体系

该成果已获Sumitomo Dainippon Pharma（日本武田制药）的技术转化意向，计划在2025年前完成药包材注册（Class II Medical Device）。随着ISO 14065标准在分析化学领域的推广，此类基于可再生资源且通过严格绿色评估的分析方法，将成为未来制药工业质量控制的标配技术。