سنتز پلیمر قالب مولکولی محصور شده با نقاط کوانتومی برای تشخیص کروسین به عنوان یک رویکرد جایگزین برای ارزیابی کیفیت زعفران

پلیمرهای قالب مولکولی (MIPs) به طور گسترده به دلیل قابلیت‌های تشخیص انتخابی خود استفاده می‌شوند که از طریق برهمکنش بین مولکول‌های قالب، مونومرهای عاملی، اتصال‌دهنده‌های متقاطع و حلال‌ها سنتز می‌شوند. در این مطالعه، MIPهای محصور شده با نقاط کوانتومی کربن (CQDs) برای تشخیص کروسین، یک کاروتنوئید زیست‌فعال مسئول رنگ درخشان زعفران سنتز شدند. CQDs از طریق پیرولیز حرارتی سنتز و با استفاده از TEM، FTIR، XRD، XPS و طیف‌سنجی فلورسانس مشخصه‌یابی شدند. نانوکامپوزیت MIP-CQDs با ادغام CQDs با مونومرهای عاملی و اتصال‌دهنده‌های متقاطع تهیه شد و به دنبال آن حذف قالب انجام گرفت. پلیمرهای غیر قالبی (NIPs) مقایسه‌ای نیز سنتز شدند. نانوکامپوزیت‌ها خواص نوری و ریخت‌شناسی عالی از خود نشان دادند و از خاموشی فلورسانس برای ارزیابی برهمکنش کروسین استفاده شد. MIP-CQDs حساسیت و انتخاب‌پذیری بالایی برای کروسین در محدوده خطی ۲-۱۷۵ میکرومولار با حد تشخیص ۲.۱ میکرومولار نشان داد. شرایط بهینه شامل pH 7.0 و زمان انکوباسیون ۵ دقیقه بود. مکانیسم خاموشی فلورسانس به انتقال انرژی رزونانس فورستر (FRET) بین کروسین و MIP-CQDs نسبت داده شد. به طور قابل توجه، MIP-CQDs مقاومت قوی در برابر تداخل از ترکیبات مشابه ساختاری و یون‌های هم‌زیست نشان دادند که عملکرد قابل اطمینان در ماتریس‌های پیچیده را تضمین می‌کند. این مطالعه اهمیت طراحی‌های نانوکامپوزیتی سفارشی را برای پیشبرد کاربردهای حسگری مولکولی تأکید می‌کند.

Molecularly Imprinted Polymers (MIPs) are widely used for their selective recognition capabilities, synthesized through interactions between template molecules, functional monomers, crosslinkers, and solvents. In this study, MIPs encapsulated with Carbon Quantum Dots (CQDs) were synthesized for detection of crocin, a bioactive carotenoid responsible for saffron’s vivid colour. CQDs were synthesized via thermal pyrolysis and characterized using TEM, FTIR, XRD, XPS, and fluorescence spectroscopy. The MIP-CQDs nanocomposite was prepared by integrating CQDs with functional monomers and crosslinkers, followed by template removal. Comparative non-imprinted polymers (NIPs) were also synthesized. The nanocomposites exhibited excellent optical and morphological properties, with fluorescence quenching used to evaluate crocin interaction. The MIP-CQDs displayed high sensitivity and selectivity for crocin in a linear range of 2–175 μM, with a detection limit of 2.1 μM. Optimal conditions included pH 7.0 and a 5-minute incubation time. The fluorescence quenching mechanism was attributed to Forster Resonance Energy Transfer (FRET) between crocin and MIP-CQDs. Notably, MIP-CQDs showed strong resistance to interference from structurally similar compounds and co-existing ions, ensuring reliable performance in complex matrices. The study underscores the significance of tailored nanocomposite designs for advancing molecular sensing applications.