基于氮掺杂碳点的比率荧光-比色双信号纳米探针用于工业乙二醇中Cu2+和Fe3+的高灵敏检测

《Dyes and Pigments》：Ratiometric fluorescent and colorimetric dual-signal nanoprobe for the detection of Cu2+ and Fe3+ in industrial ethylene glycol

本文推荐一种基于氮掺杂碳点（N-CDs）构建的比率荧光-比色双信号纳米探针，通过氧化还原反应与静态猝灭（static quenching）两种机制，分别实现对工业乙二醇中Cu2+和Fe3+的高选择性、高灵敏度检测。该探针具有宽线性范围与低检测限（LOD），在多种工业乙二醇样品中回收率良好，为化工生产过程中金属杂质监测提供了可靠新方法。

　　

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Reagents and Chemicals

所有试剂均为分析纯，无需进一步纯化。实验用水为Milli-Q超纯水（电阻率18.2 MΩ）。无水柠檬酸（C₆H₈O₇）、乙二胺（C₂H₈N₂）、邻苯二胺（OPD）和三羟甲基氨基甲烷（Tris）购自阿拉丁试剂有限公司。金属离子溶液（如Cu²⁺、Fe³⁺等）均使用其硝酸盐或氯化物配制。

Characterizations of N-CDs

通过透射电子显微镜（TEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对N-CDs的形貌和尺寸进行表征。图1a显示N-CDs呈球形且分散均匀，平均直径为2.6纳米（图1c）。HRTEM分析表明N-CDs具有高结晶度，晶格间距为0.22纳米，对应石墨碳的（100）晶面（图1b）。通过X射线衍射进一步研究了所制备N-CDs的结构。

Conclusions

总之，我们开发了一种基于N-CDs的高灵敏度纳米探针，通过两种不同机制选择性检测工业乙二醇中的Cu²⁺和Fe³⁺。该N-CDs制备工艺简单环保，具有优异的光学性能和稳定性。针对Cu²⁺的检测，利用铜离子、N-CDs和OPD之间的协同作用，建立了一种双模式荧光和可视化检测方法，展现出多重优势。