荧光-吸收双模式发射碳点探针：镉离子检测新策略

《Journal of Fluorescence》：A dual-emitting Fluorescence and Absorption Spectrophotometric Dual-Mode Carbon Dots Probe for Cadmium Detection

本研究开发了一种基于煅烧法合成双发射碳点(D-CDs)的新策略，该探针在250 nm单波长激发下呈现340 nm和450 nm双发射峰，可实现镉离子(Cd2+)的荧光增强检测。在甲醇体系中还可通过吸光度变化进行吸收光谱法检测，为环境监测和生物医学领域的重金属检测提供了双模式传感平台。

　　

通过煅烧法成功制备了具有双发射特性的碳点（dual-emission carbon dots, D-CDs），该材料在250纳米单波长激发下可同时产生340纳米和450纳米两个荧光发射峰。当体系中存在镉离子（Cd²⁺）时，D-CDs在450纳米处的荧光强度显著增强，基于此现象开发出高灵敏度、高准确度的镉离子荧光检测探针。

有趣的是，在D-CDs的甲醇溶液中加入特定浓度的镉离子后，碳点会发生聚集沉淀，导致溶液吸光度下降，从而建立了吸收光谱法（absorption spectrophotometry）检测镉离子的新方法。优化实验条件后，荧光检测法（fluorophotometry）对Cd²⁺的线性响应范围为10-150微摩尔（μM），检测限达4.05 μM；而吸收光谱法的线性范围为2.0-10.0毫摩尔（mM），检测限为30 μM。

研究人员采用透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）和红外光谱（IR）等多种表征手段证实了D-CDs的结构特性。为进一步探究镉离子增强荧光的机理，还通过X射线吸收精细结构（XAFS）光谱分析了D-CDs与镉离子的相互作用。实际样品检测结果表明，这种双模式探针在环境水体和生物样本的镉离子检测中展现出良好应用前景。