碳纳米粒子(CNs)是一种尺寸在10 nm以下的类球体,它的骨架结构以碳元素为主,表面含有种类丰富的官能团,具有从近紫外到近红外广域的光致发光特性,还具有良好的荧光稳定性和生物相容性,被广泛应用于生物电子、生物医学和生物信息等领域,成为新型的研究热点。近年有研究发现,食品在热加工过程中,原料组分受热发生分解和再聚合等复杂的化学反应,能够产生纳米级颗粒,同时因其区别于常规的加工产物而受到人们广泛的关注。陈醋作为中华传统调味品之一,在中国人的日常生活中必不可少。本文以陈醋为研究对象,开展了陈醋中CNs提取以及理化性质的研究,并通过CNs与生物分子相互作用为CNs潜在的生物效应提供基础理论研究。具体研究内容和结论如下:(1)在陈醋CNs提取过程中,选择大孔树脂分离和透析纯化的方法得到水溶性良好的CNs。CNs在365 nm紫外光照射下发出蓝色荧光,通过透射电子显微镜和原子力显微镜证实CNs为类球体且粒径均在5 nm以下。荧光光谱表明CNs的荧光具有激发光依赖性发射性质;紫外光谱、傅里叶变换红外光谱和X-光电子能谱结果表明CNs中存在n→π*跃迁型芳香环双键,CNs表面含有大量羟基、羰基和羧基等官能团。细胞增殖实验结果分析发现CNs表现出较低的细胞毒性。(2)在CNs与多巴胺(DA)相互作用的研究中,通过荧光光谱发现CNs的荧光强度随着DA浓度的增加而减弱,发射荧光从蓝色逐渐变化至绿色。通过透射电子显微镜扫描发现CNs与DA形成的偶联物CNs-FCs尺寸逐渐减小。通过傅里叶变换红外光谱和X-光电子能谱分析发现CNs与DA之间发生了席夫碱反应,形成新的官能团。通过CNs荧光发射与DA激发光谱重合情况和荧光寿命衰减图谱分析表明CNs与DA之间的作用机制为荧光共振能量转移。(3)在CNs与人血红蛋白(HHB)相互作用的研究中,发现CNs对HHB的荧光具有显著的淬灭作用,温度依赖和荧光寿命的测量表明其为静态淬灭。同步荧光研究结果表明在CNs与HHB相互作用过程中,HHB中的色氨酸残基周围微环境发生改变。三维荧光光谱扫描和傅里叶变换红外光谱结果证实CNs与HHB结合,导致HHB的构象发生轻微改变。圆二色光谱证明了结合后的HHB中α-螺旋含量降低。原子力显微镜扫描结果表明HHB与CNs反应后出现了轻微的聚集。HHB的酯酶活性随CNs浓度的增加而降低。经过热力学参数计算表明CNs与HHB的结合受较大焓变和较小熵变的驱动。吉布斯自由能为负值说明CNs与HHB之间的结合反应是自发进行的,焓变负值表明氢键或范德华力参与到结合过程中。