Calciumionen (Ca²⁺) und Manganionen (Mn²⁺) sind lebenswichtige Elemente und wichtige Überwachungsindikatoren im Trinkwasser. Die Entwicklung hochempfindlicher, selektiver und tragbarer Nachweismethoden für Ca²⁺ und Mn²⁺ ist von großer Bedeutung für die Wasserqualitätsüberwachung und die menschliche Gesundheit. In dieser Arbeit wurden blaue fluoreszierende Ti₃C₂ MXene-Quantenpunkte (MQDs, λ_em = 445 nm) aus Ti₃C₂ MXene als Vorläufer hergestellt. Durch Chelatbildung mit Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) wurde ein blau-rot emittierender Fluoreszenzsonde MQDs-EDTA-Eu³⁺-DPA konstruiert. 2,6-Pyridindicarbonsäure (DPA) wirkt als absorbierender Ligand und kann die rote Fluoreszenz von Eu³⁺ bei 616 nm durch den „Antenneffekt“ deutlich verstärken. Die blaue Fluoreszenz der MQDs dient als interne Referenzsignal, hohe Ca²⁺-Konzentrationen können die rote Fluoreszenz von Eu³⁺-DPA auslöschen; Mn²⁺ kann nach Bindung an DPA die violette Fluoreszenz von Mn²⁺ bei 380 nm anregen, wobei die rote Fluoreszenz von Eu³⁺-DPA als internes Referenzsignal dient. Basierend auf den Änderungen der beiden Fluoreszenzintensitäten wurden Verhältnisfluoreszenzmethoden zur Bestimmung von Ca²⁺ und Mn²⁺ entwickelt. I_F616/I_F445 zeigt eine lineare Beziehung zu Ca²⁺ im Bereich von 35~120 μmol/L mit einer Nachweisgrenze von 5,98 μmol/L; I_F380/I_F616 zeigt eine gute Linearität zu Mn²⁺ im Bereich von 0~14 μmol/L mit einer Nachweisgrenze von 28,6 nmol/L. Die Methode wurde erfolgreich zur quantitativen Analyse von Ca²⁺ und Mn²⁺ in handelsüblichen Mineralwässern (Nongfu Spring, Baisuishan und Hengda Bingquan) angewandt, mit einer Wiederfindungsrate von 80,6 % bis 117 % und einer relativen Standardabweichung (RSD) von 0,76 % bis 4,6 %. Zusätzlich wurde durch die Herstellung von fluoreszierenden Teststreifen auf MQDs-Basis eine visuelle Detektion von Ca²⁺ und Mn²⁺ realisiert. Diese Arbeit zeigt das Anwendungspotenzial von MQDs im Bereich der visuellen fluoreszenten Ionen-Sensorik im Wasser.

Calciumionen; Manganionen; Titankarbid-Quantenpunkte; Verhältnisfluoreszenz-Detektion; Visuelle Sensorik