Hg2+介导的碳量子点荧光关-开法检测同型半胱氨酸

以柠檬酸为碳源、乙二胺为氮源，采用一步水热法合成氮掺杂的荧光碳量子点。通过选择性实验发现Hg²⁺可诱导碳量子点荧光猝灭(off),而同型半胱氨酸分子中的巯基，对于Hg²⁺具有更强的配位能力，竞争性结合使Hg²⁺由碳量子点表面解离，进而导致荧光恢复(on),基于Hg²⁺介导的关-开机理建立了测定同型半胱氨酸的新方法。实验表明，c(同型半胱氨酸)=3～20μmol/L,碳量子点的荧光恢复程度与同型半胱氨酸浓度呈现良好的线性关系，线性方程为y=7.059 4x-19.647,相关系数为r=0.998 5,检测限为0.06μmol/L。该方法具有高选择性、高灵敏度，有望用于同型半胱氨酸的检测。     

绿色前体合成的碳量子点荧光猝灭法快速检测药物中痕量铁离子

以樟树叶粉末作为前体,通过水热法一步合成了碳量子点,并以其作为荧光探针建立了检测Fe³⁺的荧光法。结果表明,在320 nm激发波长下,加入Fe³⁺反应后碳量子点溶液的荧光强度与未加Fe³⁺的碳量子点溶液的荧光强度比F/F₀与Fe³⁺浓度在2.72×10^-5～1.00×10^-4 mol/L范围内呈良好的线性关系(R²=0.991 2),检出限为8.16μmol/L,将其应用于补铁药中铁含量的测定时,加标回收率为93.08%～105.05%。该碳量子点的制备方法简便快速,原料环保易得,用于Fe³⁺检测线性良好,灵敏度较高,选择性较好,可用于实际补铁药中铁含量的分析。     

热解法合成生物质碳量子点及其在Fe3+检测中的应用

本文通过一步热解香蕉皮并优化反应条件，合成了一种具有蓝色荧光发射的碳量子点(CDs)，其荧光量子产率约为8.9%。该碳量子点的最佳激发波长为270 nm，最佳发射波长为423.4 nm。利用TEM、XRD、XPS、FTIR、紫外及荧光光谱仪等手段表征了其形貌和结构。通过离子选择性测试发现Fe³⁺能较好的猝灭其荧光强度，在0～160μmol·L^-1的浓度范围内，碳点的荧光猝灭效率F/F₀与Fe³⁺浓度c之间呈现良好的线性关系，其线性回归方程为F/F₀=-0.00113c+1.00151，相关系数R²为0.99833，检出限为12.6μmol·L^-1。对广州市花都区天马河河水进行Fe³⁺加标检测，回收率达到102.84%～112.11%，相对标准偏差RSD约为2.5%～3.2%。     

芦苇碳量子点的微波法制备及对Co2+的检测

以芦苇为碳源，以3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)为修饰剂，600 W的条件下微波消解反应2 min,用微波法合成的荧光碳量子点(APS-CQDs)稳定性好、灵敏度高。将合成的碳量子点溶液在电压为600 V,狭缝为10 nm的条件下，在465 nm可见光下呈现出淡绿色荧光。基于Co²⁺对芦苇碳量子点具有良好的荧光猝灭效应，建立了一种简单且快速检测Co²⁺的新方法。实验结果表明，对于0.01～0.1 mmol/L的Co²⁺对芦苇碳量子点的荧光猝灭程度呈现最好的线性关系(R²=0.991 1),检出限可达0.118μmol/L。     

生物质碳量子点对水中金属离子的检测

采用水热合成法成功制备出具有荧光性的稻壳基碳量子点以及衍生的氨基改性的碳量子点(BMA-CQDs、ACA-CQDs),将其作为荧光传感器检测水中不同离子含量。结果表明,DMA-CQDs碳量子点可以成功检测Cd²⁺、Cr⁶⁺、Cu²⁺和Pb²⁺,相关系数均接近0.98。利用碳量子点的选择性荧光淬灭原理,提供了一种有效检测水体中Cd²⁺和Cr²⁺的简单、迅捷、高效率的方法。     

基于百香果壳的荧光碳量子点的制备及对Fe3+的检测

以百香果壳为原材料,采用水热法合成荧光碳量子点(CQDs),考察了碳量子点(CQDs)对Fe³⁺的检测效果。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱仪、荧光光谱仪等对碳量子点(CQDs)的形貌、结构、基团、光谱特性等进行了表征。结果显示,合成的碳量子点形貌和分散性良好,尺寸约为7 nm。在435 nm的激发波长下,其发射峰位于512 nm处。在反应温度为120℃,反应时间为12 h时,所得到的碳量子点的性能最好。Fe³⁺对CQDs荧光有明显的猝灭现象,而其他金属离子的加入不会改变CQDs的荧光强度及发射峰位置,说明合成的CQDs可以实现对Fe³⁺的特异性检测。     

5-氯水杨醛-罗丹明B荧光探针的合成及其识别性能研究

以水合肼、5-氯水杨醛和罗丹明B为原料,合成了5-氯水杨醛-罗丹明类衍生物探针L,目标化合物5-氯水杨醛罗丹明B联肼经核磁、红外光谱和质谱进行了表征,采用紫外光谱法和荧光光谱法研究了其与金属离子的识别性能。结果表明,该探针可选择性紫外识别Cu²⁺和荧光识别Hg²⁺,在1.0～12.0μmol·L^-1范围定量检测Cu²⁺,R=0.998 6,检出限为0.53μmol·L^-1;在3.0～7.0μmol·L^-1范围定量检测Hg²⁺,580 nm处的荧光强度与Hg²⁺浓度呈良好的线性关系,相关系数(R)=0.997 4,检出限为0.56μmol·L^-1。Job’s曲线表明,探针L与Cu²⁺、探针L与Hg²⁺的结合物质的量的比均为1∶1,并对其响应机理进行了探讨。     

N、S共掺杂煤基碳量子点的电化学氧化法制备及用于Fe3+检测

异质元素掺杂可以有效改善碳量子点的荧光性能，被广泛应用于碳量子点的改性。选取昭通褐煤为碳源，氯化钠溶液为电解液，硫脲为助剂，采用电化学氧化法完成N、S共掺杂碳量子点(N,S-CQD)的制备，荧光量子产率为1.60%。采用多种表征方法研究了N,S-CQD的结构、组成和光学特性。首先在结构组成方面，N,S-CQD是一类球形颗粒，尺寸分布均匀，平均粒径为1.66nm，其中主要存在C、O元素，还存在部分N和S元素；其次在光学性质方面，N,S-CQD在紫外光区吸收明显，荧光分析显示其最佳激发波长为280nm，最佳发射波长为313nm。最后基于Fe³⁺对N,S-CQD的荧光猝灭效应，将N,S-CQD应用于痕量Fe³⁺的检测，N,S-CQD对15～150μmol/L浓度范围内Fe³⁺的检测表现出较高的选择性和灵敏度，通过计算得出最低检出限L=1.22μmol/L，表明N,S-CQD可应用于痕量Fe³⁺的检测。     

“开关型”碳量子点在同型半胱氨酸检测中的应用

以柠檬酸和尿素为原料,采用一步水热法制备碳量子点,以此作为荧光探针,建立一种简单、高效、性价比高的检测同型半胱氨酸(Hcy)的方法。Fe³⁺对碳量子点的荧光具有猝灭效应,能够使碳量子点的荧光值减弱,结构中含有巯基的药物可以与Fe³⁺发生络合,从而使荧光值恢复。按照此种方法进行对药物含量的检测,结果表明,Fe³⁺溶液、同型半胱氨酸的三者混合体系在pH值为6、Fe³⁺溶液和碳量子点作用时间为10 min时荧光猝灭效果最佳,同型半胱氨酸再加入12 min后对碳量子点溶液的荧光效应恢复最好,同型半胱氨酸浓度在2.5×10^-4～2×10^-3 mol/L范围内,与荧光值F呈现良好的线性关系(R²=0.994 6)。采用该方法测定了同型半胱氨酸含量,加标回收率为97.1%～103%,检出限为6.21μmol/L。相较于高效液相来说,该方法成本更低,更加简单可行,使用更为方便,结果满意。     

氨基功能化铝麦羟硅钠石吸附Hg2+性能研究

以水热合成的铝麦羟硅钠石（简称AlMag）为基体,以氨丙基三乙氧基硅烷为功能化试剂,制备氨基功能化的新型吸附剂材料AlMag-NH₂,研究氨基改性过程对材料结构的影响及其对水溶液中Hg²⁺的吸附效果。表征结果显示,氨基官能团成功嫁接于AlMag基体上,功能化的AlMag-NH₂由初始的玫瑰花苞形貌变为片层状形貌,层间距和平均孔径增大,比表面积略微减小,pH_PZC升高。优化吸附实验条件,当溶液pH=5.0、吸附时间为360 min、Hg²⁺初始质量浓度为10 mg/L时,AlMag-NH₂的去除率达到88.82%,是相同条件下AlMag去除率的2.4倍。AlMag-NH₂的Hg²⁺饱和吸附量为20.62 mg/g,吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型,该过程主要为化学吸附。     

基于苝酰亚胺席夫碱荧光探针的制备及其对镉离子的选择性识别研究

利用C=N异构机制,以苝酰亚胺为骨架设计合成了一种香草醛席夫碱荧光探针,通过红外光谱和质谱对其结构进行了表征。同时利用紫外-可见光谱仪和荧光光谱仪对其性能进行了研究,研究结果表明,当使用490 nm的激发波长对该化合物进行激发时,化合物对Cd^2+表现出良好的选择性,在530 nm处的荧光发射峰强度显著上升。干扰实验表明,Zn^2+、Cu^2+和Hg^2+对Cd^2+的识别存在干扰,大多数金属离子对识别过程影响不大。荧光实验数据分析结果表明两者之间形成了1∶1的键合关系,键合常数lgK为5.37。该荧光探针对Cd^2+的检出限为0.2 nmol/L(约22.8 ng/L),可以满足水体中镉离子的检测要求。     

新型香豆素类Hg^2+荧光探针的合成及性能研究

以4-二乙胺基水杨醛、三氟乙酰乙酸乙酯以及2-噻吩甲酰肼为原料合成了新型含氟香豆素类硫代酰腙型荧光探针化合物,经1HNMR、13CNMR、19FNMR、HR-MS对化合物结构进行了确认。通过荧光光谱法研究了化合物在乙腈溶液中对金属离子的识别性能。在pH 4.5~9.5的范围内,Hg^2+的加入使得化合物在464 nm处的荧光发射峰发生猝灭,其他金属离子的存在未对该现象造成明显干扰。Hg^2+浓度越高,猝灭效果越明显。因此,化合物对Hg^2+具有良好的荧光选择性和抗干扰性。Job′s曲线表明,化合物与Hg^2+的配合比为1∶1。     

检测环境水体中银离子含量的新型碳基光学传感器

以木质素磺酸钙为原料,通过常温下分子自组装和超声波辅助法制备木质素基碳量子点(CQDs),探究木质素磺酸钙和NaBH_(4)对CQDs荧光性能的影响并优化CQDs合成条件。研究结果显示:优化后的CQDs合成条件为木质素磺酸钙质量浓度60 g/L,还原剂NaBH_(4)质量浓度50 g/L。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL)对CQDs的结构形貌及光学特性进行分析,结果显示:CQDs粒径小((9.5±0.5)nm)且分布均匀、无团聚现象,光学性能优异且荧光量子产率达12.4%。此外,基于CQDs探究不同银离子浓度对其荧光强度的影响,结果表明:CQDs对Ag^(+)具有较好的荧光识别性和灵敏度,在0~250μmol/L范围内CQDs荧光淬灭强度比值与Ag^(+)浓度呈线性关系(R^(2)=0.998),检测限可达525 nmol/L。同时,CQDs荧光选择性优异且表现出较低的细胞毒性,有望在生物传感和环境检测领域展现出潜在应用价值。     

Preparation of functionalized water-soluble photoluminescent carbon quantum dots from petroleum coke

Here we report a new strategy for preparation of water-soluble photoluminescent carbon quantum dots (CQDs) from petroleum coke. Petroleum coke was oxidized first in mixed concentrated H₂SO₄ and HNO₃, and then functionalized by hydrothermal ammonia treatment. The as-made CQDs and nitrogen-doped CQDs (N-CQDs) were characterized by UV–Vis absorption spectroscope, fluorescence spectroscope, transmission electron microscope, atomic force microscope, Raman spectrometer, X-ray powder diffractometer, X-ray photoelectron spectroscope and Fourier transform infrared spectrometer. The results show that the quantum yield of CQDs increases greatly from 8.7 to 15.8%, and the fluorescent lifetime increases from 3.86 to 6.11 ns after the hydrothermal treatment in ammonia. Moreover, the fluorescent color of N-CQDs can be tuned through the amount of doped nitrogen. Both CQDs and N-CQDs are water-soluble, and have uniform particle distribution, strong luminescence, and highly fluorescent sensitivity to pH in a range of 2.0–12.0. The uniform size distribution and nitrogen-doping of N-CQDs help to lead to high yield of radiative recombination, resulting in improved fluorescence properties. This work offers a simple pathway to produce high quality and enhanced photoluminescent CQDs from petroleum coke.     

Fluorescent CQD-Doped Styrene Acrylic Emulsion Coating Film with Enhanced Optical Properties

Styrene acrylic emulsions (SAEs) have emerged as a promising material for water-based coatings. However, they are still limited by their own defects in practical applications, poor weatherability, and degradation of performance at lower or higher temperatures. Here, we introduce a facile approach to producing fluorescent carbon quantum dots (CQDs) from wood processing residues and fabricating fluorescent CQD/SAE coating films via emulsion-casting. The addition of the fluorescent CQDs enhanced the optical performance of the CQD/SAE coating films. The fluorescent CQDs were prepared via a hydrothermal approach and were obtained after heating at 180 °C for 6 h at a reaction concentration of 50 mg/mL. The synthesized CQDs resulted in a high fluorescence, and the CQDs had an average size of 1.63 nm. Various concentrations of the fluorescent CQDs were doped into the SAE coating film, which improved its optical properties. We also characterized and discussed the products and then explored their optical properties. This study presents the potential of fluorescent CQD/SAE coating films for applications in anti-counterfeiting coatings, fluorescent adhesives, and papermaking.     

多孔陶瓷膜用于碳量子点的分离与纯化

尺寸分布均一的碳量子点由于其良好的光学特性,在光电设备、离子检测、纳米传感器、生物成像和催化剂等领域具有广阔的应用前景。采用陶瓷膜“超滤-纳滤”双膜法,对微波合成的碳量子点进行分离和纯化。研究了pH对碳量子点料液荧光强度和粒径分布的影响。在pH=3时,碳量子点分散较好,荧光强度较高。陶瓷超滤膜可以有效截留碳量子点料液中的大颗粒杂质,渗透侧的碳量子点平均粒径约为2 nm,分散良好,无团聚现象。陶瓷纳滤膜对碳量子点具有良好的截留性能,在浓缩和水洗过程中可以进一步去除料液中的小分子杂质。经双膜法处理后,发射光谱由多峰分布变为单峰分布,且峰宽变窄,碳量子点的发光纯度得到了明显提高。     

Green and continuous microflow synthesis of fluorescent carbon quantum dots for bio-imaging application

In this work, a simple, continuous and completely green method based on microflow technique is demonstrated for the synthesis of carbon quantum dots (CQDs) from diverse bio-based precursors. CQDs prepared from milk is illustrated as a case study to show the process feasibility. Crystalline fluorescent CQDs of 12.53% quantum yield and good stability are synthesized by the approach, even at 120°C. Systematic experiments further suggest their optical properties, bandgap energy, and fluorescence lifetime are closely related to the synthesis temperature. The maximum production rate of the CQDs was 51.1 mg/h at 180°C. Cytotoxicity and cellular imaging tests against 3T3 cells reveal the CQDs possess high biocompatibility, and can penetrate cell membranes and display bright fluorescence. The process versatility is investigated by expanding the precursor to watermelon juice, orange juice, and soy milk, indicating successful synthesis of small-sized CQDs of low cytotoxicity and strong photoluminescence by the technique.     

Facile synthesis of gadolinium (III) chelates functionalized carbon quantum dots for fluorescence and magnetic resonance dual-modal bioimaging

Multi-modal imaging probes through synergistically combining two or more imaging modalities into single nanoparticle, offer possibilities to address multiple issues such as resolution, sensitivity, and tissue penetration. In this study, we report a facile strategy to synthesize a dual-modal fluorescence/magnetic resonance (MR) imaging nanoprobe with bright fluorescence and significantly improved relaxivity, where Gd³⁺ ions are simply chelated onto the outer surface of the cyclic DTPA dianhydride (cDTPAA) functionalized carbon quantum dots (CQDs). Transmission electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and zeta potential measurements validated the successful preparation of CQD–DTPA–Gd. The surface conjugation of CQDs with cDTPAA and further Gd³⁺ chelation does not perturb core optical properties of CQDs, and the thus prepared CQD–DTPA–Gd contain minimum Gd³⁺ content (8.06%, w/w), while exhibiting significantly improved longitudinal relaxivity (56.72 mM⁻¹ s⁻¹). Excellent water solubility, good cell-membrane permeability and negligible cytotoxicity make CQD–DTPA–Gd an ideal dual-modal fluorescence/MR imaging probe, suggesting its potential and significance in practical bioimaging applications and medical translation in the future.     

新型钌多联吡啶配合物的合成及其对Hg^2＋的选择性“肉眼”识别

将二唑引入联吡啶,合成了配体4,4′-二[2-（4-壬氧基苯基）-5-苯基-1,3,4-二唑基]-2,2′-二联吡啶（DPOD）,经多步配位反应与RuCl3.3H2O反应制备相应的钌配合物Ru（DPOD）2（NCS）2,并通过红外光谱（IR）、紫外可见吸收光谱（UV-Vis）和元素分析对其进行了表征。对Hg^2＋、Zn^2＋、Pb^2＋、Co^2＋等金属离子的滴定实验表明,仅在Hg^2＋作用下,该配合物的MLCT态吸收由580 nm蓝移至566 nm,肉眼即可识别其溶液由墨蓝色变为粉红色。该配合物是一种较好的比色汞离子探针。     

Polyamine-functionalized carbon quantum dots for chemical sensing

Polyamine-functionalized carbon quantum dots (CQDs) with high fluorescence quantum yield (42.5%) have been synthesized by the low temperature (<200 °C) carbonization of citric acid with branched polyethylenimine (BPEI) in one simple step. The obtained BPEI–CQDs are spherical graphite nanocrystals (average 6.2 nm in size) capped with abundant BPEI at their surfaces. It is the first report that CQDs are both amino-functionalized and highly fluorescent, which suggests their promising applications in chemical sensing.