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친환경 마이크로파 공정을 이용한 폐커피 찌꺼기 유래 형광 탄소 점을 통한 테트라사이클린의 고선택적 감지

2026-01-06 02:41
테트라사이클린(TC)은 광범위하게 사용되는 항생제로, 환경으로 배출될 경우 생태계에 축적되어 생태 안전과 인류 건강에 위험을 초래할 수 있습니다. 본 연구는 폐커피 찌꺼기를 전구체로 사용하여 친환경적이고 효율적인 마이크로파 반응법을 통해 형광 탄소 양자점(B-CQDs)을 합성하는 방법을 제시합니다. 합성된 B-CQDs는 수중에서 TC를 고선택적으로 감지하는 형광 프로브로 활용되었습니다. 특성분석 결과, B-CQDs는 우수한 수분산성, 높은 형광 안정성, 그리고 상대적으로 높은 양자 효율(11.2%)을 보였습니다. 최적 조건 하에서 B-CQDs는 TC에 대해 매우 선택적인 형광 소광 반응을 나타냈으며, 선형 검출 범위는 0~140 µmol L-1, 낮은 검출한계(LOD)는 0.36 µmol L-1로 확인되었습니다. 작동 메커니즘 연구 결과, 소광 과정이 내부 여과 효과(IFE)와 정적 소광의 시너지 효과에 주로 기인하는 것으로 밝혀졌습니다. 본 방법의 실용성은 실제 수질 시료(수돗물, 호수물, 양돈장 폐수)에 대한 TC 분석을 통해 검증되었으며, 98.8~105.5%의 만족스러운 첨가 회수율과 3.53% 미만의 상대 표준편차(RSD)를 보여 높은 정확도와 실용성을 확인시켜 주었습니다. 또한 본 방법의 친환경성은 분석 방법 친환경성 평가 지표(GEMAM) 시스템을 통해 평가되었고, 10점 만점에 8.536점의 우수한 평가를 받아 환경적 우수성을 입증했습니다. 본 연구는 폐 바이오매스의 고부가가치화 경로 제시와 더불어, 친환경적 항생제 검출 방법 및 환경 중 테트라사이클린 항생제 모니터링을 위한 고성능 감지 소재 기반을 동시에 제공합니다.