荧光实验,探讨重金属离子对碳点荧光动力学的影响

cu2+对碳点的荧光猝灭机理研究Cu2+对碳点的荧光猝灭机理研究碳点是近年来被广泛研究的材料，它在电子传输、气体传感和量子光学方面有着广泛的应用。

近年来，由于其具有优异的物理和化学性质，碳点在能源存储和太阳能技术方面得到了很多研究。

除了量子点的光学特性外，其荧光猝灭行为也是一个重要的研究方向。

近年来，金属离子对碳点的荧光猝灭作用受到了越来越多的关注，尤其是Cu2+离子对量子点的荧光猝灭机理研究。

Cu2+在自然界中有着广泛分布，它以溶液形式存在，其浓度可以达到比较高的水平。

此外，Cu2+可以很容易地被金属离子或其他分子吸附，并且可以被生物体吸收，因此它在某些行业中具有重要作用。

由于Cu2+具有良好的溶解性，可以容易地将其纳入量子点表面，从而实现碳点的改性。

碳点的荧光猝灭是指金属离子和分子进入碳点内部，并与碳点表面上几种元素（如C，N，O）形成稳定的络合物，导致其荧光强度明显下降的现象。

实际上，碳点表面上的元素和原子间存在着氢键，当金属离子作用于碳点表面时，重整氢键，从而影响碳点的荧光强度。

有研究发现，Cu2+的表面活性强，它可以有效地根据碳点表面的氢键进行定向结合。

由于Cu2+离子比其他金属离子的半径更小，因此它可以更快地进入量子点的内部，从而影响其表面氢键的构成，并最终使荧光强度降低。

此外，Cu2+还能够影响碳点内部结构，从而影响其荧光特性。

此外，针对Cu2+在碳点表面的作用，还有一些其他的机制也需要考虑，例如，碳点表面配体的形成。

这是指在Cu2+离子接近碳点表面时，金属离子和碳点表面原子之间可能形成五价配体，如Cu N ，Cu C ，Cu O 等，从而影响量子点的荧光特性。

由于Cu2+可以通过改变表面结构来影响碳点的荧光猝灭，因此，对Cu2+在碳点表面的作用以及其与量子点内部机理之间的相互作用机制有必要进行深入研究。

在当前文献中，对Cu2+离子对碳点的荧光猝灭行为的研究较少，只有少数研究关注了其机理，且还没有给出明确的解释，因此有必要探讨碳点的荧光猝灭机理。

新型荧光碳点的制备及金属离子的检测摘要越来越多的科学家开始关注碳纳米结构， 荧光碳点已经成为了碳纳米材料家族的一 位新成员， 与其他纳米材料相比， 他们具有很多独特和新颖的性质， 如稳定的荧光性能， 可自由调节的激发和发射波长。

碳点的制备方法很多,本文主要研究荧光碳点的制备方法 最终采用水热和微波法制备出碳点，再用制备出的碳点来检测金属离子。

关键词 ：荧光碳点；条件探索 ;微波法；水热法；金属离子ABSTRACTIn this research, an assay for liberation of drug has been developed based on the properties of localized surface plasmon resonance (LSPR) of gold nanorods . The mechanism of liberation of drug resulted from gold nanorods has been investigated. On the other hand, the optimal experimental condition suitable for in vivo has also been conducted. The results illustrate that this approach is simple and effective .Our research should offer a new technique in clinical treatment.Keywords: Gold nanorods; Localized surface plasmon resonance；Cysteien; Doxorubicin湖南科技大学本科生毕业设计（论文）目录第一章 绪论 ............................................................ 11.1 金纳米棒的光学性质 ................................................ 1 1.2 金纳米棒在生物科学的应用 .......................................... 1 1.2.1 体外诊断 .................................... 错误！未定义书签。

基于碳纳米点荧光增强检测铝离子康倩文; 张国; 柴瑞涛; 朱维晃; 冯建军; 陈利君【期刊名称】《《分析化学》》【年(卷),期】2019(047)012【总页数】8页(P1901-1908)【关键词】碳纳米点; 抗坏血酸; 荧光增强; 铝离子; 检测【作者】康倩文; 张国; 柴瑞涛; 朱维晃; 冯建军; 陈利君【作者单位】西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055; 西安建筑科技大学化学与化工学院西安710055【正文语种】中文1 引言金属元素在自然界中含量丰富，在人体健康和日常生活应用方面扮演着重要的角色[1,2]。

铝作为含量最丰富的金属，是现代生活和工业生产中应用最广的金属之一，如包装器具、医药、水处理等[3,4]。

同时，铝的广泛应用也导致其对环境的污染和对人体的危害。

高浓度的离子态铝具有毒性，人体吸收过量的铝，会在体内累积富集，影响肠道对钙的吸收，阻碍血液对铁的吸收，导致多种疾病，如帕金森症、阿尔茨海默症、肾脏疾病, 甚至癌症[5～8]。

我国《生活饮用水卫生标准》(GB/5749-2006) [9]及美国环境保护署[10]规定饮用水中Al3+的含量不超过0.2 mg/L(7.4 μmol/L)。

因此，建立高灵敏度、高选择性的Al3+浓度检测方法具有重要的意义。

目前，Al3+的检测方法包括电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[11]、石墨原子吸收法(GF-AAS)[12]、电化学法[13]等，这些方法多使用昂贵的仪器，且操作繁琐，样品制备复杂[14]。

荧光检测法具有低检出限、高灵敏度、高选择性和可视化检测等优点，已广泛用于金属离子的检测[15～17]。

其中，一些荧光探针已被用于Al3+的检测。

席夫碱类荧光探针对Al3+具有良好的检测效果，检出限低，且选择性高 [18～20]。

李静等[21]利用荧光素(Fluorescein)修饰罗丹明6G (R6G)，合成R6G-Flu荧光探针，实现了Al3+高选择性检测，检出限为10.4 nmol/L; Debal等[22]合成了有机金属骨架(MOF)荧光探针，实现Al3+的检测，检出限为57.5μg/L。

碳量子点荧光材料的制备及其对金属离子检测的应用研究进展肖秀婵; 秦淼; 李强林; 任亚琦; 周筝【期刊名称】《《功能材料》》【年(卷),期】2019(050)009【总页数】6页(P63-68)【关键词】碳量子点; 制备方法; 金属离子检测; 应用领域【作者】肖秀婵; 秦淼; 李强林; 任亚琦; 周筝【作者单位】成都工业学院智慧环保大数据中心成都 611730【正文语种】中文【中图分类】X8320引言重金属污染已成为全球性环境问题之一，对人类健康造成不可逆转性的损害。

重金属具有分布广泛、形态多样、降解难、毒性高等特点，可以通过各种形式进入到土壤、空气和水体中，最终通过食物链或者直接接触的方式进入人体，并在体内累积，导致生物体内的蛋白质结构发生不可逆的改变，影响组织细胞功能，进而引发各种疾病[1]。

随着人们健康意识和环保意识的增强，重金属检测技术的研究越来越受到重视。

目前已有多种检测方法可以实现灵敏的重金属离子检测，如原子吸收光谱法、原子荧光发射法、电感耦合等离子质谱法和荧光探针法等，可用于微量或痕量重金属离子的测定[2-4]，但受限于检测过程繁琐、运行费用高、不易携带且需要经过专门训练的人员操作等缺点，这些技术难以满足日益增长的现场监测和在线分析等需求。

因此，开发快速、灵敏、准确的重金属分析方法，对于保护环境和提高人类的生存质量均具有重要意义。

碳量子点(carbon quantum dots, CQDs)是由分散的类球状碳颗粒组成，尺寸极小(在10 nm以下)，具有荧光性质的新型纳米碳材料[5]。

自从2004年美国南卡罗莱纳大学的Xu等[6]在制备单壁碳纳米管(SWCNTs)时，首次发现了可以放出明亮荧光的碳量子，随后2006年Sun等[7]通过激光烧蚀石墨粉和水泥获得荧光碳点，近年来吸引了越来越多的科学家广泛关注。

碳量子点具有极小的尺寸、优良的水溶性、化学稳定性、低毒性、良好的生物相容性、低廉的成本、较强的[1]量子限域效应、稳定的荧光性能等一系列优异性能，在生物成像、有机物分析和光催化等多个领域具有潜在的应用前景，因此具有巨大的研究价值[8-9]。

《荧光碳纳米点的制备及其在离子检测和细胞成像中的应用》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，碳纳米点作为一种新型的纳米材料，因其独特的物理化学性质和广泛的应用前景，已经引起了科研工作者的广泛关注。

荧光碳纳米点（Fluorescent Carbon Nanodots，FCNDs）作为一种重要的碳纳米材料，其制备工艺的优化以及在离子检测和细胞成像等领域的应用研究具有重要的科学意义和应用价值。

本文将重点探讨荧光碳纳米点的制备方法、性质以及在离子检测和细胞成像领域的应用进行深入探讨。

二、荧光碳纳米点的制备（一）实验原理荧光碳纳米点的制备主要是通过特定的化学反应，使原料碳源经过氧化、还原等过程，最终形成具有荧光特性的碳纳米点。

其制备过程涉及到的化学原理主要包括碳源的活化、表面官能团的引入以及荧光基团的生成等。

（二）实验材料与设备实验所需材料主要包括碳源（如葡萄糖、柠檬酸等）、溶剂（如水、有机溶剂等）、表面活性剂等。

实验设备包括高温反应炉、离心机、冷冻干燥机等。

（三）制备方法目前，荧光碳纳米点的制备方法主要有微波法、水热法、电化学法等。

其中，微波法因其快速、高效的特点被广泛应用。

具体步骤为：将碳源溶解在溶剂中，加入表面活性剂，然后进行微波反应，最后通过离心、洗涤、干燥等步骤得到荧光碳纳米点。

三、荧光碳纳米点的性质（一）光学性质荧光碳纳米点具有优异的荧光性能，包括良好的水溶性、高荧光量子产率、低细胞毒性等特点。

其荧光颜色可通过改变制备条件进行调控，为不同应用提供了可能。

（二）生物相容性荧光碳纳米点具有良好的生物相容性，可与细胞内的生物分子相互作用，为细胞成像提供了可能。

此外，其低细胞毒性使得其在生物医学领域的应用具有很高的安全性。

四、离子检测中的应用（一）离子检测原理利用荧光碳纳米点的光学性质，可实现离子检测。

在特定条件下，离子与荧光碳纳米点发生相互作用，导致其荧光强度或波长的变化，从而实现对离子的检测。

例如，利用不同金属离子对荧光碳纳米点荧光特性的影响，可实现金属离子的检测。

环境监测中荧光碳点的应用探究近年来，随着环境污染问题的日益严重，人们对环境监测的需求也越来越迫切。

传统的环境监测方法通常需要耗费大量的时间和人力，而且往往只能监测到有限的污染物。

科学家们一直在寻找一种更有效的环境监测方法，以便能够更准确、更快速地监测各种污染物。

一、荧光碳点的制备和性质荧光碳点是一种尺寸在1-10纳米之间的碳基纳米材料，其来源可以包括天然和人工合成两种。

天然来源的荧光碳点通常来自于天然物质，比如柠檬、橘子等水果；人工合成的荧光碳点则可以通过碳化学反应或者热解法制备而成。

荧光碳点在环境监测中的应用主要基于其优良的荧光性能。

这些碳点通常表现出宽波长的荧光发射，而且其发光强度和波长可以通过改变其制备条件进行调控。

这种可调控的荧光性能使得荧光碳点可以用于监测不同种类的污染物，比如重金属离子、有机物等。

荧光碳点还具有较高的化学稳定性和生物相容性，这意味着它们可以在复杂的环境中进行长时间的监测而不会出现显著的漂移或者降解。

这些特性使得荧光碳点成为了一种具有广泛应用前景的环境监测材料。

二、荧光碳点在环境监测中的应用1. 水质监测2. 大气环境监测荧光碳点还可以作为大气环境监测中的重要工具。

随着工业化和城市化的加剧，大气污染问题已成为了当前社会关注的热点问题。

传统的大气监测方法往往需要使用昂贵的仪器设备，并且监测结果往往需要经过较长时间的处理才能得出。

而使用荧光碳点作为探针，则可以大大简化监测流程，并且可以实现对大气中各类污染物的实时监测。

这对于大气环境监测而言是一个重大的突破，有望为大气污染治理提供更为准确的数据支持。

3. 土壤污染监测由于其较好的生物相容性，荧光碳点还可以被应用于土壤污染监测领域。

传统的土壤监测方法往往需要取样和实验室测试，并且测试结果往往需要较长时间才能得出。

而利用荧光碳点，可以实现对土壤中污染物的实时监测，并且可以通过控制其制备条件来获得对特定污染物的高选择性和灵敏度。

这为土壤污染监测提供了一种全新的可能性，将有助于及时发现并治理土壤污染问题。

荧光碳点的制备及重金属离子检测和吸附研究荧光碳点（CDs）是一种粒径小于10 nm的新型碳纳米材料,具有低毒性、生物相容性好等优点,可作为一种新型荧光探针,然而CDs在荧光量子产率、灵敏度、选择性方面以及荧光活性等方面尚不够高。

因此,具有高荧光量子产率的功能化荧光CDs探针的开发和应用就变得非常重要。

本文通过不同的氨基钝化剂制备了三种CDs。

鉴于CDs聚集态下会导致荧光淬灭,且水溶性极强,不利于工业化应用的问题,将荧光量子产率最高的CDs聚合到微凝胶中,制备了兼具重金属离子检测和吸附双重功能的凝胶材料。

将特异性检测Hg²⁺的CDs接枝到聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）无纺布上,制备了Hg²⁺荧光检测材料。

首先,分别采用乙二胺、三聚氰胺和聚酰胺胺作为钝化剂,柠檬酸作为碳源,通过水热法,合成了 CDs-1、CDs-2、CDs-3三种荧光碳点,并对其组成、结构和荧光性能进行了表征。

研究表明,三种不同钝化剂所制备的荧光碳点均具有-NH2、-COOH、-OH等大量官能团,没有明显聚集,分布较均一,粒径分布均在7-8 nm左右,均具有激发波长依赖性。

CDs-1荧光强度最高,荧光量子产率最大为86.37%;在金属离子选择性方面,Hg²⁺、Cu²⁺-和Fe³⁺对CDs-1具有淬灭效应;Hg²⁺对CDs-2具有特异性淬灭;Hg²⁺、Cu²⁺对该CDs-3有明显淬灭效果。

将CDs-1与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）反应,得到具有双键的PCD （Polymerizable carbon dots）,将其作为荧光探针,与丙烯酰胺（Am）和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）通过反相乳液聚合,制备了 P（Am-CD-AMPS）微凝胶。

多孔荧光碳点水凝胶及其对重金属的吸附和检测性能的研究多孔荧光碳点水凝胶及其对重金属的吸附和检测性能的研究近年来，随着环境污染问题的日益严重，重金属的排放和污染成为了全球关注的焦点。

重金属的污染对生态环境和人体健康造成巨大的威胁，因此开展高效的重金属吸附和检测技术的研究显得至关重要。

多孔荧光碳点水凝胶是近年来新兴的材料，在吸附和检测重金属方面具有潜力。

荧光碳点是一种直径小于10纳米的碳基材料，具有优异的荧光特性和独特的孔结构。

荧光碳点可以由碳源经过高温热解或者碳化得到，其表面有丰富的官能团，可以实现对重金属离子的高效吸附。

而水凝胶则是一种具有高度吸水性和可逆性的凝胶材料，可以提供良好的载体性能，增强荧光碳点对重金属吸附和检测的性能。

为了研究多孔荧光碳点水凝胶对重金属的吸附和检测性能，我们首先制备了多孔荧光碳点水凝胶材料。

制备过程中，我们选择了富含官能团的有机化合物作为碳源，经过高温热解和碳化制备了荧光碳点。

然后，我们将荧光碳点与具有高度吸水性的聚合物反应，通过化学交联和冷冻干燥获得了多孔荧光碳点水凝胶材料。

接下来，我们对多孔荧光碳点水凝胶进行了性能测试。

首先，我们研究了其对重金属离子的吸附性能。

通过在不同重金属离子溶液中与多孔荧光碳点水凝胶接触，经过一定时间的反应，我们可以观察到溶液中重金属离子浓度的明显下降，表明多孔荧光碳点水凝胶对重金属离子具有较好的吸附能力。

同时，我们还通过紫外-可见光谱和荧光光谱等分析方法，对荧光碳点水凝胶与重金属离子的作用机制进行了探讨。

其次，我们研究了多孔荧光碳点水凝胶在重金属离子检测中的应用。

通过将不同浓度的重金属离子溶液与多孔荧光碳点水凝胶接触，观察到荧光强度的明显变化。

利用这种荧光强度与重金属离子浓度之间的关系，我们可以建立起重金属离子检测的定量分析方法。

此外，我们还对多孔荧光碳点水凝胶材料的重金属检测性能进行了优化和改进，提高了检测的灵敏度和准确性。

综上所述，多孔荧光碳点水凝胶材料在重金属吸附和检测方面具有良好的性能。

2021金属离子加入对量子点荧光特性的改变范文 量子点具有很多的特性，应用及其广泛。

例如在分析领域应用中，通过不同金属离子的加入，对量子点的光学特性产生响应[1].利用这种特殊的机理来定性的检测一些金属离子，如Ba2+[2].本文合成水溶性的量子点，并对合成的量子点进行荧光表征，通过金属离子的加入，改变量子点的荧光特性。

1实验部分 1.1试剂和仪器 巯基丙酸（MPA），氯化镉（CdCl2·2.5H2O），硒（Se），硼氢化钠（NaBH4），氢氧化钠，乙醇，所有试剂均为分析纯，未经进一步的提纯，实验用水均为超纯水。

荧光分析在Shimadzu RF-280 型荧光分光光度计上测定。

PHS-2CA 型精密酸度计。

1.2CdSe 量子点的制备 称取NaBH4加入到 3mL 水中溶解，在氮气保护下加入 Se 粉，40℃下水浴加热20min左右后，得到了无色的NaHSe水溶液。

称取一定量的CdCl2·2.5H2O加入到水中，搅拌溶解后，加入巯基丙酸（MPA），用 1mol/L 的 NaOH 调节溶液 pH=11 左右，氮气保护下迅速加入新制备的 NaHSe 溶液，溶液体系呈黄色透明，将溶液温度升到50℃加热反应，在不同的时间段取样。

窗体底端 1.3 金属离子的检测方法[3] 本文以70℃反应 30min 得到的 CdSe 量子点，利用 Hg2+、Cu2+作为离子探针，激发狭缝为 5nm,PMT 为 400V,激发波长设为467nm,测得发射波长为576nm.在10mL比色管中依次加入一定量不同浓度的金属离子标准溶液，l.5mL CdSe 量子点溶液，2mL pH=6.80的PBS.20min后在荧光光度计上于缝宽5nm、λex/λem=467nm/576nm处，测定试剂空白荧光强度 I0 和加入离子后的荧光强度 I. 2结果与讨论 2.1量子点的光学表征 以L-半胱氨酸为稳定剂在pH=11.5、70℃条件下回流反应30min后合成的CdSe 量子点的紫外吸收光谱中，在波长为 450nm 处有个紫外可见光吸收。

碳量子点制备及荧光猝灭在Fe3+检测中的应用谷苗苗;李姣;周爱东【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2022(41)11【摘要】以梧桐叶为碳源,利用燃烧法合成了具有蓝色荧光的碳量子点(CQDs)溶液,碳量子点中含有羧基、羟基等亲水基团,其在水溶液中有很好的稳定性和分散性。

碳量子点在Fe(Ⅲ)离子存在下聚集,导致荧光强度降低,进而利用铁离子对碳量子点的荧光猝灭效果,建立一种简单、快速检测铁离子含量的方法。

比较了常见的16种金属离子(K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Al3+、Ba^(2+)、Zn^(2+)、Cr^(3+)、Mn^(2+)、Fe^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)、Ag^(+))对CQDs的荧光猝灭作用,根据实验可以得出Fe^(3+)对CQDs的荧光猝灭作用最为明显;在最优条件实验下,Fe^(3+)浓度在2.5~100μmol/L范围内与CQDs的荧光猝灭呈良好的线性关系。

该方法已应用于实际水样中Fe^(3+)的检测。

【总页数】4页(P53-56)【作者】谷苗苗;李姣;周爱东【作者单位】南京大学金陵学院化学与生命科学学院;南京大学化学化工学院【正文语种】中文【中图分类】Q503;G642.0【相关文献】1.基于氮掺杂碳量子点荧光猝灭效应检测Fe3+2.溶剂热插层法制备荧光石墨相氮化碳量子点及其在Fe3+检测中的应用3.碳量子点荧光猝灭法检测药物中的异鼠李素4.普洱茶-硒掺杂碳量子点和单质硒的同时制备及其在Fe3+检测中的应用5.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因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

氮掺杂荧光碳点的制备及在铜离子检测中的应用摘要:荧光碳点由于毒性低，生物相容性好，因此被人们广泛应用。

本文采用溶剂热合成法，以柠檬酸和赖氨酸为碳源制备氮掺杂荧光碳点，优化合成条件，制得最优条件下的荧光碳点。

同时，利用碳点表面羧基与Cu2+离子发生配位反应，使碳点荧光猝灭的现象检测了Cu2+离子。

结果显示，该方法的线性范围为1.33- 16.63μmol·L-1，检测限为0.31 μmol·L-1，线性相关系数为0.9989。

关键词:碳点；荧光猝灭；铜离子中图分类号:O657.3；文献标识码: A碳点自2004年首次出现在人们视野以来，就因为具有优异的物理化学性能、抗光漂白性能以及低毒性等特点，引起了世界各国科学家的普遍关注与研究[1,2]。

作为纳米材料的一员，碳点不仅继承了其优良的性质，而且还具有荧光性质优异、生物相容性及水溶性好、易表面修饰等特点[3,4]。

碳点的合成方法简单、成本低，而且表面常常含有十分丰富的-OH、-COOH、-NH2等亲水性基团[5,6]，易与重金属离子形成络合物而导致荧光强度增强或猝灭，因此可以利用碳点荧光信号强度的变化进行定量分析。

铜作为人体必需的微量元素之一，不仅是人体内许多酶的重要组成部分，对细胞呼吸、神经递质和肽类激素的生产有促进作用，还能保护细胞免受超氧阴离子的伤害，对于维持人体正常生理机能有着至关重要的作用[7,8]。

但是，当血液中铜离子含量超过3 mg·L-1时，人就会出现中毒症状。

铜在农业生产中的应用很广，像著名农药“波尔多液”的主要成分之一就是硫酸铜，而许多现代农药也常添加铜离子来杀菌除虫[9]。

随着铜排放量的日益增多，对人类健康和生态环境构成了重大威胁，因此进行食品和饮用水中铜离子含量的检测是非常重要的。

本文采用溶剂热合成法制备了氮掺杂荧光碳点，并利用铜离子对碳点的荧光猝灭现象，建立了一种快速、灵敏的铜离子检测方法。

一、实验部分（一）主要试剂柠檬酸、赖氨酸、乙二醇、硫酸铜，以上试剂均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司。

碳点的制备及在荧光分析中的应用郭颖;李午戊;刘洋;杨连利【摘要】综述了碳点的制备方法、碳源材料以及碳点在荧光分析中的应用（包括生物成像、生物分子检测和金属离子检测）。

碳点的合成方法包括自上而下法（电弧放电法、激光消融法、电化学合成法和酸氧化法）及自下而上法（微波法、水热法和超声法），并对碳点的发展前景进行了展望（引用文献79篇）。

%A review on the preparation of carbon dots,carbon source materials as well as application of carbon dots in fluorescence analysis(including biological imaging,biological molecule detection and metal ion detection)was presented.Methods for preparation of carbon dots comprising the methods of top-down (including arc discharge method,laser ablation method,electrochemical method and acid oxidation method)and bottom-up (microwave method,hydrothermal method and ultrasonic method)were described.Prospects on the trends of development in this field were also given (79 ref.cited).【期刊名称】《理化检验-化学分册》【年(卷),期】2016(052)008【总页数】7页(P986-992)【关键词】碳点;制备;荧光分析;应用【作者】郭颖;李午戊;刘洋;杨连利【作者单位】咸阳师范学院化学与化工学院，咸阳 712000;咸阳师范学院化学与化工学院，咸阳 712000;咸阳师范学院化学与化工学院，咸阳 712000;咸阳师范学院化学与化工学院，咸阳 712000【正文语种】中文【中图分类】O657.3碳点是碳纳米家族的一种新型的荧光碳纳米材料,除了具有类似于传统的半导体量子点的优良的光学性能,还具有光稳定性好、毒性低、良好的生物相容性和环境友好性、制备碳点的反应条件温和、步骤简单、原料丰富廉价等传统量子点无可比拟的优点[1-2]。

荧光碳点在食品检测中的应用作者：钱敏捷胡钦来源：《食品安全导刊》2021年第10期摘要：碳点是近几年兴起的一种荧光碳纳米材料。

碳点所呈现出来的优势包括毒性低、成本低、操作简单、灵敏度高和生物相容性好等方面，因此在改进生物传感器、医学成像设备、食品药品分析检测方法上具有很大的的应用前景。

本文概述了碳点的荧光性质，常见的合成方法以及在食品安全检测方面的主要应用，并对碳点的发展进行了展望。

关键词：碳点;荧光;食品检测;应用碳点（CDs）在2004年被XU等[1]首次发现，他们在采用电泳纯化法分离分析单壁碳纳米管悬浮液的过程中偶然发现了带有荧光性质的碳纳米颗粒;在2006年，SUN等[2]用激光刻蚀的方法获得了荧光碳纳米颗粒，并将这类带有荧光性质的碳纳米颗粒命名为碳点。

民以食为天，随着科技的不断进步发展，食品的种类越来越多样化，与此同时，新的食品安全问题[3]不断涌现，碳点与表面增强拉曼光谱（SERS）[4]和高效液相色谱（HPLC）[5]等常用的食品检测方法相较而言具有一定的优势，因此碳点在食品安全检测中的应用受到了许多科研人员的关注。

1 碳点的荧光性质1.1 发光机理碳点的发光机理仍有待探索，目前没有准确统一的说法来进行完整的阐述。

碳点的制备方法很多，不同的方法所制成的碳点有不同的结构，其发光机理也可能因为结构不同而有所不同。

根据现有的研究，目前大多数研究者都比较支持表面缺陷态荧光机理等。

1.2 抗光漂白性和光稳定性在合成碳点的过程中，其抗光漂白性会随着反应的时间和温度的变化而改变。

WANG等合成碳点的过程中改变反应的时间和温度等因素后发现，碳点的量子产率（QY）会随着这些因素的增加而降低，但是抗光漂白性却有所增强。

XIONG等发现，碳点的碳化度越高，其光稳定性越强，因为碳基质能够减少光化学损伤。

1.3 激发依赖性碳点的荧光特性有两个重要的参数，分别是发射波长和量子产率。

目前所研究的大部分碳点的发射波长具有较强的激发依赖性，其中，碳点的结构即缺陷态、官能团和尺寸等方面会影响碳点的激发光依赖性。

第47卷第7期2019年4月广　州　化　工Guangzhou Chemical Industry Vol.47No.7 Apr.2019荧光碳点在重金属离子检测方面的应用李焕焕(天津工业大学材料科学与工程学院,天津　300387)摘　要:重金属离子污染日趋严重,极大地危害了人类的身体健康,如何有效的检测重金属离子成为治理污水的当务之急㊂荧光碳点作为一种新型的碳纳米材料,具有荧光性质稳定㊁荧光强度高㊁低毒性和生物相容性好等特性,在检测重金属离子研究领域引起了极大的研究兴趣㊂本文综述了荧光碳纳米颗粒在荧光检测Hg2+㊁Cu2+㊁Fe3+以及其他金属离子上的最新进展,并对荧光碳点的研究趋势和未来前景进行了展望㊂关键词:荧光碳点;重金属离子;检测　中图分类号:O657.3 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2019)07-0041-03 Application of Fluorescent Carbon Dots in Detection of Heavy Metal IonsLI Huan-huan(Tianjin Polytechnic University,School of Materials Science and Engineering,Tianjin300387,China)Abstract:The pollution of heavy metal ions is becoming more and more serious,which greatly harms human health, how to effectively detect heavy metal ions has become a top priority for treating sewage.As a new kind of fluorescent carbon nanomaterials,fluorescent carbon dots(CDs)have attracted considerable research interest in detecting heavy metal ions due to stable fluorescence,high fluorescence intensity,low toxicity and good biocompatibility.The recent advances of CDs in the fluorescent detection of Hg2+,Cu2+,Fe3+and other metal ions were reviewed,and the research trends and future prospects of fluorescent CDs were discussed.Key words:fluorescent carbon dots;heavy metal ions;detection近年来随着我国工业化进程加快,重金属离子的污染越来越严重,并且重金属离子极易通过食物链富集,最终危害人体健康[1],因此重金属离子污染的治理刻不容缓㊂其中,在污染防治中,首先要实现对重金属离子的快速有效检测㊂研究者已经开发出了许多检测金属离子的方法,包括光学法㊁毛细管电泳法㊁电化学法㊁原子吸收光谱法㊁电感耦合等离子质谱分析法等㊂然而,这些方法中的大多数都有局限性,比如复杂的处理㊁高成本的检测和耗时的操作[2]㊂因此,需要寻找一种操作简单且低成本的金属离子检测方法㊂作为一种新型的碳纳米材料,荧光碳点由于其独特的性质而受到科学家的强烈关注㊂1　荧光碳点的简介碳点(Carbon Dots,CDs)是一类粒径尺寸小于10纳米的新型荧光碳纳米材料㊂2004年,美国南卡罗莱纳大学Scrivens 等[3]从单壁碳纳米管的纯化中意外分离出具有荧光的碳纳米材料㊂2006年,美国克莱姆森大学Sun等[4]采用激光刻蚀法制备并钝化修饰后得到了具有荧光的碳纳米材料,首次将其命名为CDs㊂碳点的粒径尺寸一般只有几个纳米,具有很大的比表面积,由于其具有优异的水分散性㊁化学和光稳定性㊁无毒性㊁低成本,易于表面官能化和优异的光学性能,荧光碳点逐渐成为碳纳米材料家族中冉冉升起的一颗新星㊂与传统的有机荧光染料以及金属半导体量子点相比,荧光碳点具有低毒性㊁良好的生物相容性㊁荧光强度高㊁荧光稳定性好等特点,被广泛应用到金属离子和阴离子检测㊁有机小分子及生物分子检测等方面的研究[5]㊂碳点作为新型金属离子荧光探针,其容易被电子受体高效淬灭,据此可有效检测重金属离子,并在一定范围内进行重金属离子浓度的痕量分析㊂2　金属离子检测2.1　汞离子汞离子是最具毒性的金属离子之一,由于其对人类健康和环境具有极其有害的影响而受到了很大的关注㊂汞是一种剧烈的神经毒素,长期暴露于含有高浓度汞的环境中会对大脑㊁神经系统和免疫系统造成伤害㊂因此,对Hg2+的敏感性和选择性检测对于环境㊁分析和生物医学的应用非常重要㊂至今为止,已经有许多技术和方法应用于在各种真实的样本中监控Hg2+的含量㊂由于其简单易行㊁操作方便,使用荧光方法检测Hg2+引起了广泛的兴趣㊂作为一种荧光纳米材料,许多荧光碳点被用于在水溶液中检测Hg2+㊂Iqbalde等[6]通过使用作为碳源的无水柠檬酸和三聚氰胺作为氮源的表面钝化反应而不使用任何酸,碱,有机溶剂或金属离子,通过固态方法一步合成得到了高量子产率(40%±0.06)的氮掺杂碳点(N-CDs)㊂当在360nm激发时,N-CDs的发射光谱在440nm处显示出强峰,在检测中,由于强静电相互作用和N之间的电子转移,仅Hg(Ⅱ)可以容易地淬灭N-CDs的光致发光(PL),对Hg(Ⅱ)检测限低至20nM㊂赋予所得的N-42　广　州　化　工2019年4月CDs具有激发依赖性PL特性,具有相对高的灵敏度和选择性,用于在水性介质㊁环境和生物传感应用中检测Hg(Ⅱ)㊂Zhang等[7]使用凹凸棒土(ATP)和氯化镧(LaCl3㊃2H2O)作为原料,通过水热法制备一种La-CQDs型多功能碳量子点㊂La-CQDs直径为(4.3±0.3)nm,具有良好的分散性并表现出优异的发射性性质和高稳定性,以及与激发相关的发射行为350/ 460nm处的典型激发/发射峰㊂它们还可用作有效的荧光探针,用于水溶液中汞离子的猝灭测定,检测限为0.1μM㊂Yan等[8]使用己二酸和柠檬酸三铵,通过一锅水热处理,合成一种水溶性光致发光碳点(CDs)的新方法㊂CDs的激发/发射最大值为340/440nm,量子产率为0.13,并且显示出用于测定Hg(Ⅱ)的可行的荧光探针㊂在4~18μM汞离子浓度范围内具有良好的线性关系,检测限低至2.47μM㊂将CDs应用于Hg(Ⅱ)的细胞内感测和成像,其中它们显示出低毒性㊂2.2　铜离子铜是人体必需的微量元素,Cu2+常见于天然水中㊂然而,它在高浓度时是有毒的,会造成肝脏或肾脏损伤㊂此外,许多脑部疾病,如阿尔茨海默病,帕金森氏病,都与铜有关㊂因此,检测Cu2+对人体健康具有相当重要的意义㊂在许多检测Cu2+的方法中,荧光技术因其简单和高灵敏性而受到欢迎㊂近几年来,基于荧光CDs的Cu2+纳米传感器得到了飞速发展㊂Kumari等[9]将废聚烯烃热解获得的残余物,通过简单的一步水热法与超声辅助化学氧化法,制备了强绿色可见的荧光碳量子点(CQDs)㊂CQDs在水溶液中具有高稳定性,表现出强荧光,量子产率为4.84%,使用CQDs作为用于Cu2+离子检测的荧光传感器㊂结果表明合成的CQDs对Cu2+离子具有良好的选择性和灵敏度,检出限(LOD)为6.33nM,线性检测范围为1~8.00μM,这些CQDs还显示了它们用于分析真实水样的效用㊂Wang等[10]采用聚乙烯亚胺(PEI)通过简单的微波合成路线制备了荧光CDs,并将其用于细胞中Cu2+的检测㊂在这项工作中,Cu2+被碳点(CDs)表面的氨基捕获形成复合物,通过非辐射电子转移过程产生CDs的强荧光猝灭,这为Cu2+检测提供了快速㊁可视和选择性的方法,且对Cu2+表现出宽的响应浓度范围(0.01~2μM),检测限为6.7nM㊂Beiraghi等[11]通过碳点(CDs)存在下还原AgNO3成功地制备了碳点修饰的银纳米颗粒(CDs-Ag NPs)㊂CDs-Ag NPs的水分散体在430nm处显示出强表面等离子体共振(SPR)吸收带㊂基于CDs的官能团与Cu2+的强相互作用,开发了一种简单㊁灵敏㊁选择性的Cu2+传感器,研究了影响Cu2+检测的主要因素,包括pH㊁CDs浓度㊁离子强度和相互作用时间,进行了优化,以找出测定Cu2+的最佳条件㊂在最佳条件下,在0.3~8μM范围内与Cu2+浓度呈线性关系,并获得0.037μM的检测限㊂2.3　铁离子Fe3+是生物体中一种重要的金属离子,并且在氧摄取㊁氧代谢和电子转移中起到至关重要的作用㊂Fe3+对于大多数生物体是必不可少的,并且其缺乏和超负荷都会诱发各种生物学障碍㊂例如,Fe3+缺乏会导致贫血,过量会导致肝脏和肾脏受损㊂因此,高敏感性的检测Fe3+对人体健康非常重要㊂目前,许多荧光碳点已经用于通过荧光淬灭机理来检测Fe3+㊂Atchudan等[12]利用酸性叶下珠和氨水分别作为碳源和氮源,使用简便㊁经济和一步水热法合成高度耐用的氮掺杂荧光碳点(FNCDs)㊂合成的FNCDs具有(4.5±1)nm的平均尺寸,并且在365nm的激发波长的UV光照射下显示出明亮的蓝色荧光㊂在350nm的激发波长下具有14%的量子产率(QY),在420nm具有最大发射,具有高QY的FNCDs可用作检测Fe3+的有效荧光探针,浓度范围为2~25μM,检出限为0.9μM㊂Xie等[13]开发了一种方便的开关荧光探针,通过使用高度发光离子液体功能化的碳量子点(CQDs)灵敏度和选择性检测的铁离子(Fe3+),该量子点通过使用柠檬酸和1-氨基丙基-3-甲基咪唑鎓一步水热处理制备㊂通过测量CQDs溶液中各种浓度的Fe3+的荧光(FL)强度来检测CQDs对Fe3+的敏感性,并通过添加不同的金属离子来检测CQDs对Fe3+的选择性㊂结果表明,在0~300μM(R2=0.99)范围内,CQDs的FL强度对Fe3+浓度呈良好的线性响应,检出限为13.6μM㊂Wang等[14]通过水热法处理间苯二胺㊁乙醇和氨的混合溶液,制备了发射多色的荧光碳点(CDs)㊂通过为不同的金属离子分配发射不同颜色的碳点来同时检测Fe3+和Cu2+离子㊂它们的光致发光(PL)随着浓度的降低逐渐形成三个最强的峰,这些最强的PL峰对Fe3+和Cu2+表现出不同的响应模式,具有高选择性和灵敏度㊂因此,浓度调制的多色荧光碳点可用于多模态感测㊂2.4　其他离子除上述之外,荧光碳点也被广泛用于检测其他重金属离子,如Pb2+,Ag+,Cr6+,Mn2+和Sn2+㊂已经报道了基于由Cr6+的吸收带与荧光碳点的发射和激发带的重叠引起的内部滤光片效应的Cr6+荧光淬灭探针,其线性范围为0.01~50μM[15]㊂由柴油烟灰氧化制备的荧光碳点已被用作线性范围为2~10μM 的Mn2+荧光淬灭探针[16]㊂已经利用牛血清蛋白的直接酸水解来制备用于由导带中的激发电子重组至价带孔中的荧光淬灭机理检测Pb2+的荧光碳点㊂传感探头的动态范围高达6.0mM, LOD为5.05μM[17]㊂3　结　语目前,荧光碳点在检测金属离子方面显示出很大的潜力,但是在实际样品检测方面需要进一步的研究㊂首先,碳点的荧光容易受到矿物质㊁有机物和细菌等检测介质的影响,造成荧光强度波动,仍需要进一步提高CDs的荧光稳定性㊂其次,大多数CDs仅用于测定水样中的金属离子,在其他领域的应用需要进一步拓展㊂最后,大多数荧光CDs只用于检测金属离子,而不能去除检测到的有毒金属离子,对于兼具检测和去除金属离子双重功能的基于荧光碳点材料的制备,对环境和人类健康具有重要意义㊂因此随着CDs的快速发展,希望未来几年里能够广泛用于实际样品中金属离子的检测㊂参考文献[1]　Tang J,Mu B,Zheng M S,et al.One-step calcination of the spentbleaching earth for the efficient removal of heavy metal ions[J].ACS Sustainable Chemistry and Engineering,2015,3(6):1125-1135. 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荧光碳点在环境监测中的应用探讨刘洪波 刘光辉 胡兆霞沂南县环境监测站，山东 沂南 276300摘要：本文以荧光碳点的基本特征为切入点，展开具体分析，并以此为依据，提出在检测金属离子、检测无机阴性离子、检测有机污染物过程中运用荧光碳点的几方面具体表现。

希望在科学技术水平不断发展进步的影响下，我国环境监测机构能够注重荧光碳点的运用，这样既能使荧光碳点充分发挥其功能作用，又能全面提升生态环境保护质量。

关键词：荧光碳点；环境监测；具体应用传统的环境监测方式已经无法满足生态环境保护的发展趋势。

环境监测工作人员在实际开展工作期间总会面临化学试剂选择的问题。

本文从荧光碳点的基本特征入手，展开具体阐述，针对如何在环境监测中的应用荧光碳点的具体内容展开深入探讨。

传统的环境监测方式会加剧环境污染程度，基于此，环境监测人员要善于创新监测方式，完善监测力度，为今后构建稳定和谐的生态系统创造条件。

1 荧光碳点的基本特征荧光碳点的粒径一般小于10nm，是近似球形的碳纳米颗粒，能够产生量子限域效应或尺寸效应，分子量小且穿透能力强[1]，其表面大都含有很多含氧官能团。

一般来说荧光碳点的荧光性质较为稳定，受到365nm 紫外光较长时间照射，荧光碳点的荧光强度基本不会发生改变，并几乎不出现光漂白现象[2]。

发射波长与激发波长都是可调且区域跨越范围很大，激发波长相同的情况下，碳量子点的粒径大小正比于发射波长成且趋势相同。

生物相容性好：碳点主要有碳元素构成，因此具有很好的化学惰性，所以其具有良好的生物相容性。

碳点还具有低毒性这一特点[3]，环境和生物体内最重要的元素之一就是碳元素，因此认为碳元素是无毒性或者是低毒性的，而碳点的构成原料主要也是碳元素，所以碳点具有低毒性这一优点，并且其弥补了其它元素量子点具有毒性的缺点。

因此，碳点在生物标记和成像、离子检测 [4,5]等领域呈现出大范围的影响力与巨大的应用潜力。

通过对国内外学者关于荧光碳点在分析测试中的应用研究实例[5,6,7]分析可知，传统的分析测试方法，基于已有物质基础对靶标物质进行检测，具有方法复杂、灵敏度低和使用化学试剂种类和数量较多，产生大量的实验废液和实验废水，对环境造成一定的污染。

《荧光氮掺杂碳点的制备及其在Hg～(2+)检测中的应用》荧光氮掺杂碳点的制备及其在Hg~(2+)检测中的应用一、引言随着科技的进步和环保意识的提高，环境监测与污染物的检测变得越来越重要。

其中，重金属离子如汞离子（Hg~(2+)）的检测在环境保护、工业生产及生物医学等领域具有重要价值。

近年来，荧光氮掺杂碳点（N-doped Carbon Dots，NCDs）作为一种新型的荧光纳米材料，因其良好的水溶性、低毒性、高荧光量子产率等优点，在生物成像、药物传递、光电器件以及重金属离子检测等领域得到了广泛的应用。

本文旨在探讨荧光氮掺杂碳点的制备方法及其在Hg~(2+)检测中的应用。

二、荧光氮掺杂碳点的制备1. 材料与设备制备荧光氮掺杂碳点所需材料包括有机胺、有机酸、碳源等。

设备包括电热炉、烘箱、离心机等。

2. 制备方法荧光氮掺杂碳点的制备主要采用一步水热法。

首先，将碳源（如葡萄糖）与有机胺（如乙二胺）混合，加入适量的去离子水，然后置于电热炉中加热至沸腾。

随后，将混合溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中，在特定温度下进行水热反应。

反应结束后，将产物进行离心、洗涤、干燥等处理，得到荧光氮掺杂碳点。

三、荧光氮掺杂碳点在Hg~(2+)检测中的应用1. 检测原理荧光氮掺杂碳点具有对Hg~(2+)敏感的荧光响应特性。

当Hg~(2+)与NCDs结合时，会引发NCDs的荧光淬灭现象。

根据这一原理，我们可以利用荧光氮掺杂碳点进行Hg~(2+)的检测。

2. 实验方法将不同浓度的Hg~(2+)溶液与荧光氮掺杂碳点混合，观察其荧光变化。

通过测量不同浓度Hg~(2+)溶液中NCDs的荧光强度变化，建立标准曲线，从而实现对Hg~(2+)的定量检测。

四、实验结果与分析1. 荧光氮掺杂碳点的制备结果通过一步水热法成功制备了荧光氮掺杂碳点。

通过透射电镜观察，发现NCDs具有较好的分散性和均匀性，粒径分布较窄。

此外，NCDs具有良好的水溶性，易于进行后续的生物应用和化学分析。

《新型红光碳点的调控制备及其在环境污染物监测中的应用》篇一一、引言随着科技的发展，新型材料在各个领域的应用越来越广泛。

其中，碳点（Carbon Dots, CDs）作为一种新型的纳米材料，因其独特的光学性质和良好的生物相容性，受到了广泛的关注。

红光碳点（Red-emitting Carbon Dots, RCDs）作为其中的一种，具有较好的稳定性和较高的荧光量子产率，被广泛应用于生物成像、光电器件、环境污染物监测等领域。

本文将重点介绍新型红光碳点的调控制备方法及其在环境污染物监测中的应用。

二、新型红光碳点的调控制备1. 制备方法新型红光碳点的制备主要采用简单的水热法或微波法。

首先，选择合适的碳源（如葡萄糖、柠檬酸等），在一定的温度和压力下进行水热反应或微波辐射，使碳源发生碳化、聚合等反应，形成碳点。

此外，还可以通过调节反应条件（如温度、时间、pH值等）来控制碳点的尺寸、形貌和发光性能。

2. 调控制备技术为了获得具有特定光学性质的红光碳点，需要采用调控制备技术。

这主要包括通过改变碳源的种类、浓度、反应条件等因素，以及在合成过程中引入其他元素（如氮、硫等）进行掺杂，从而调节碳点的发光性能。

此外，还可以通过表面修饰、改变溶剂等方法进一步优化红光碳点的性能。

三、红光碳点在环境污染物监测中的应用1. 环境污染物检测原理红光碳点因其独特的光学性质，可与环境中某些污染物发生相互作用，产生荧光信号变化。

通过检测这些荧光信号的变化，可以实现对环境污染物的高灵敏度、高选择性检测。

此外，红光碳点还具有较好的生物相容性和低毒性，因此可应用于生物体内的环境污染物监测。

2. 环境污染物检测实例以重金属离子为例，红光碳点可与重金属离子发生络合反应，导致荧光信号发生变化。

通过检测这种变化，可以实现对重金属离子的快速、准确检测。

此外，红光碳点还可用于检测有机污染物、农药残留等环境污染物。

例如，某些有机污染物可与红光碳点发生荧光共振能量转移（FRET）效应，导致荧光强度发生变化，从而实现对有机污染物的检测。