カルシウムイオン（Ca²⁺）およびマンガンイオン（Mn²⁺）は生命活動を維持するために必須の元素であり、生活飲用水中の重要な監視指標でもあります。高感度、高選択性、携帯可能なCa²⁺およびMn²⁺の検出方法の開発は、水質監視と人体の健康に重要な意義があります。本論文では、Ti₃C₂ MXeneを前駆体として用い、青色蛍光を持つTi₃C₂ MXene基量子ドット（MQDs、λ_em = 445 nm）を調製し、エチレンジアミン四酢酸（EDTA）のキレート作用を利用して、青色と赤色の二重発光蛍光プローブMQDs-EDTA-Eu³⁺-DPAを構築した。ここで、2,6-ピリジンジカルボン酸（DPA）は光吸収配位子として「アンテナ効果」により616 nmでのEu³⁺の赤色蛍光を著しく増強する。MQDsの青色蛍光は内部基準信号として用いられ、高濃度のCa²⁺はEu³⁺-DPAの赤色蛍光を消光できる；Mn²⁺はDPAと配位後、380 nmでMn²⁺の紫色蛍光を励起でき、そのときEu³⁺-DPAの赤色蛍光を内部基準信号とする。これら二つの蛍光強度変化に基づき、Ca²⁺およびMn²⁺の比率蛍光検出法をそれぞれ確立した。I_F616/I_F445は35~120 μmol/Lの範囲でCa²⁺と線形関係を示し、検出限界は5.98 μmol/Lである；I_F380/I_F616は0~14 μmol/Lの範囲でMn²⁺と良好な線形性を有し、検出限界は28.6 nmol/Lである。本手法は市販のミネラルウォーター（農夫山泉、百歳山、恒大氷泉）中のCa²⁺およびMn²⁺の定量分析に成功裏に適用され、スパイク回収率は80.6%~117%、相対標準偏差（RSD）は0.76%~4.6%であった。さらに、MQDs基蛍光試験紙を作製することで、Ca²⁺およびMn²⁺の可視化検出を実現した。本研究は、MQDsが水中イオンの可視化蛍光センシング分野での応用可能性を有することを示した。

カルシウムイオン; マンガンイオン; チタンカーバイド量子ドット; 比率蛍光検出; 可視化センシング