碳量子点材料作为荧光探针检测离子的原理及应用进展

段立民 汪瑞 贾诚浩 李珂万 相嘉威 王琛 王进

摘要：指出了作为碳纳米材料的新兴成员，破量子点（CQDs）因其优异的荧光性能，在离子检测方面展现出潜在的应用价值。阐述了CQDs作为荧光探针检测离子的几种检测原理以及CQDs作为荧光探针检测Cu²⁺、Fe³⁺、Ag⁺、Hg²⁺等金属阳离子和P₃O₄、I^-、F^-等阴离子的方法，总结了其作为荧光探针的优缺点并进行了展望。

关键词：破童子点;荧光探针;检测原理;离子

中图分类号：O567 文献标识码;A 文章编号：1674-9944（2020）04-0128-04

1 引言

2004年，XuXY等[1]在提纯碳纳米管的过程中，首次发现了一种荧光碳纳米颗粒，2年后，Sun等[2]通过激光烧蚀法制备得到了这种荧光碳纳米颗粒，并命名为碳点（Carbon Dots）。碳量子点（Carbon Quantum Dots，CQDs），泛指一类粒径小于10nm，具有荧光性质，以碳为主体的、富含表面基团的碳纳米颗粒，因其具有光致激发性、电化学发光特性、稳定性、低细胞毒性、高生物相容性等优良的性质CQDs在生物、医学、环境、光学和分析化学等诸多方面都有巨大的潜在应用价值。很多离子对CQDs都有荧光猝灭效应，研究者们利用CQDs的荧光猝灭率与相关离子与有机物质的浓度之间的线性关系，开展了一系列的分析检测研究。近年来，有关CQDs在金属离子检测方面的报道综述较多，而鲜有其检测原理和作为荧光探针检测阴离子方面的总结，本文重点综述了近几年来CQDs作为荧光探针的检测原理以及检测不同阴阳离子的应用，以期寻找其利用开发的潜在价值。

2 检测原理

CQDs的熒光性质与表面基团有关，而一些离子能够与CQDs的表面基团发生作用而使其荧光性质发生改变，因此可以根据其荧光的变化用于离子的分析检测。……