可视化辅助双碳点比率荧光检测水中银离子

韩雍; 马艳鑫; 汪慧; 王雅

doi:10.19969/j.fxcsxb.23070404

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可视化辅助双碳点比率荧光检测水中银离子

实验技术与方法 | 更新时间：2023-12-25

- 可视化辅助双碳点比率荧光检测水中银离子
- Detection of Silver Ions in Water by Dual Carbon Dots Based on Visualization-assisted Ratiometric Fluorescent
- 分析测试学报 2023年42卷第12期页码：1623-1630
- 作者机构：
  
  1.陇东学院农林科技学院，甘肃庆阳 745000
  2.兰州理工大学生命科学与工程学院，甘肃兰州 730050
- 作者简介：
  
  韩雍，博士，教授，研究方向：食品安全控制，E-mail：hy0850@qq.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(32060571);甘肃省科技厅项目(21JR7RM186;22JR5RM204;23CXGM0001);中国科学院“西部之光”人才基金(2020XBZGXBQNXZ-A);甘肃省陇原创新人才（团队）(2022LQTD36)
- DOI：10.19969/j.fxcsxb.23070404
  中图分类号：
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韩雍,马艳鑫,汪慧等.可视化辅助双碳点比率荧光检测水中银离子[J].分析测试学报,2023,42(12):1623-1630.

HAN Yong,MA Yan-xin,WANG Hui,et al.Detection of Silver Ions in Water by Dual Carbon Dots Based on Visualization-assisted Ratiometric Fluorescent[J].Journal of Instrumental Analysis,2023,42(12):1623-1630.
韩雍,马艳鑫,汪慧等.可视化辅助双碳点比率荧光检测水中银离子[J].分析测试学报,2023,42(12):1623-1630. DOI： 10.19969/j.fxcsxb.23070404.

HAN Yong,MA Yan-xin,WANG Hui,et al.Detection of Silver Ions in Water by Dual Carbon Dots Based on Visualization-assisted Ratiometric Fluorescent[J].Journal of Instrumental Analysis,2023,42(12):1623-1630. DOI： 10.19969/j.fxcsxb.23070404.

摘要

该文以柠檬酸、,L,-半胱氨酸（,L,-Cys）和邻苯二胺（OPD）为前体通过一步水热法分别合成了蓝光碳点（B-CDs）与黄光碳点（Y-CDs），将两者杂化形成双碳点（d-CDs），并基于该d-CDs构建了快速检测环境水样中Ag,+,的可视化比率荧光传感器。采用透射电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外吸收光谱、荧光光谱对d-CDs的结构和光学性能进行表征。考察了pH值、反应温度、孵育时间等因素对传感器检测效果的影响并进行了优化。d-CDs呈球形，分散性好且分布均匀，平均粒径为2.14 nm，含有巯基和芳香环结构，并存在大量的羟基和羧基基团。Ag,+,能与d-CDs表面的官能团发生官能团配位形成d-CDs/Ag,+,复合物，并可通过光致能量转移（PET）猝灭d-CDs的蓝色荧光。另外Ag,+,能够与d-CDs含有的巯基结合产生絮凝物。随着蓝色荧光的减弱，体系呈现出黄色荧光增强的现象。该传感器在Ag,+,浓度0~40 µmol/L范围内呈良好的线性响应，相关系数（,r,2,）为0.996 7，检出限（LOD）为1.26 μmol/L，加标回收率为98.2%~105%，相对标准偏差（RSD）为0.49%~3.8%。该方法具有快速、简便、灵敏度和可靠性高的优势，并可实现环境水样中Ag,+,的可视化半定量检测。

Abstract

In this work，blue carbon dots（B-CDs） and yellow carbon dots（Y-CDs） were synthesized through a hydrothermal method using citric acid，,L,-cysteine（,L,-Cys） and ,o,-phenylenediamine（OPD） as precursors respectively，then hybridized dual carbon dots to form a visual ratiometric fluorescent sensor（d-CDs） for the rapid detection of Ag,+, in environmental water samples. The structural and optical properties of d-CDs were characterized using transmission electron microscope（TEM），Fourier transform infrared（FTIR），X-ray photoelectron spectroscopy（XPS），X-ray diffraction（XRD），ultraviolet absorption spectroscopy and fluorescence spectroscopy. The effects of pH，reaction temperature and incubation time of the sensor were investigated and optimized. The d-CDs are spherical with an average particle size of 2.14 nm，which were well dispersed and uniformly distributed in the solution. The d-CDs contain mercapto and aromatic ring structures and a large number of hydroxyl and carboxyl groups，which can induce d-CDs/Ag,+ ,complexes in the presence of Ag,+, and quenched the blue fluorescence of d-CDs by photoinduced energy transfer（PET）. As the blue fluorescence decreases，yellow fluorescence significant increases in the ratiometric fluorescent system. The sensor showed good linear response in the range of Ag,+, concentration 0-40 µmol/L with the ,r,2, of 0.996 7 and the limit of detection（LOD） of 1.26 µmol/L. The spiked recoveries were 98.2%-105% with the relative standard deviations of 0.49%-3.8% in practical test. The method is rapid，simple，sensitive and reliable，and can realize the visual semi-quantitative detection of Ag,+, in environmental water samples.

关键词

碳点比率荧光可视化检测银离子水

Keywords

carbon dotsratiometric fluorescentvisual detectionsilver ionswater

references

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