Ионы кальция (Ca²⁺) и марганца (Mn²⁺) являются необходимыми элементами для поддержания жизнедеятельности, а также важными индикаторами контроля в питьевой воде. Разработка высокочувствительных, селективных и портативных методов обнаружения Ca²⁺ и Mn²⁺ имеет важное значение для мониторинга качества воды и здоровья человека. В данной работе на основе Ti₃C₂ MXene как прекурсора были синтезированы голубые флуоресцентные квантовые точки Ti₃C₂ MXene (MQDs, λ_em = 445 нм), и с помощью хелатирующего действия этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA) был создан двухцветный (синий и красный) флуоресцентный зонд MQDs-EDTA-Eu³⁺-DPA. 2,6-пиридиндикарбоновая кислота (DPA), как светопоглощающий лиганд, значительно усиливает красную флуоресценцию Eu³⁺ при 616 нм за счет «антенного эффекта». Голубое свечение MQDs служит в качестве внутреннего стандарта, избыточная концентрация Ca²⁺ может гасить красное свечение Eu³⁺-DPA; Mn²⁺, связываясь с DPA, возбуждает фиолетовое свечение Mn²⁺ при 380 нм, при этом красное свечение Eu³⁺-DPA используется как внутренняя эталонная сигнальная. На основе изменений интенсивности двух видов флуоресценции разработан метод соотношения для определения Ca²⁺ и Mn²⁺. Линейная зависимость I_F616/I_F445 от концентрации Ca²⁺ наблюдается в диапазоне 35~120 мкмоль/л с пределом обнаружения 5,98 мкмоль/л; линейная зависимость I_F380/I_F616 от Mn²⁺ в диапазоне 0~14 мкмоль/л с пределом обнаружения 28,6 нмоль/л. Метод успешно применён для количественного анализа Ca²⁺ и Mn²⁺ в коммерческих минеральных водах (Nongfu Spring, Baisuishan и Hengda Bingquan), восстановление добавленной пробы составило 80,6%~117%, относительное стандартное отклонение (RSD) – 0,76%~4,6%. Кроме того, на основе MQDs изготовлены флуоресцентные тест-полоски, обеспечивающие визуальное определение Ca²⁺ и Mn²⁺. Работа демонстрирует потенциал применения MQDs в области визуального флуоресцентного сенсинга ионов в воде.

Ионы кальция; Ионы марганца; Квантовые точки карбида титана; Метод флуоресцентного определения соотношения; Визуальный сенсор