基于玉米芯纤维素氮掺杂碳点-铕离子比率荧光探针的智能手机可视化检测四环素新方法

《Inorganic Chemistry Communications》：Efficient preparation of nitrogen-doped carbon dots from corncobs cellulose to complex with europium ion as ratiometric fluorescence probe for visual detection of tetracycline

本工作创新性地利用农业废弃物玉米芯纤维素，通过HNO3/H3PO4/NaNO2预氧化和 hydrothermal 法制备高量子产率（41.69%）氮掺杂碳点（N-CDs），并与Eu3+构建比率荧光探针。该探针通过TC淬灭N-CDs蓝光（468 nm）同时敏化Eu3+红光（615 nm）实现双信号响应，检测限达0.15 μM，并成功开发智能手机辅助可视化检测平台，为农业废弃物高值化及现场监测抗生素污染提供新策略。

　　

亮点（Highlights）

材料与化学品

玉米芯采自中国本溪桓仁县，经乙醇-水法制浆获得玉米芯浆（CP）作为纤维素来源。实验所用四环素（TC）、硝酸铕（Eu(NO₃)₃·6H₂O）等试剂均为分析纯。

氧化纤维素（OC）与氮掺杂碳点（N-CDs）的制备与表征

本研究采用操作简便、成本低廉的水热法，以富含纤维素的玉米芯为碳源。然而，原始玉米芯浆（CP）水分散性极差（图2a），严重制约碳点合成效率。为此，我们先用HNO₃/H₃PO₄/NaNO₂氧化体系对CP进行预处理，成功获得水分散性优异、富含醛基和羧基的氧化纤维素（OC）。这种预处理不仅大幅提升了反应活性，更使后续合成的N-CDs量子产率飙升至41.69%！透射电镜显示N-CDs为均匀的球形纳米颗粒（图2b），尺寸约3-5纳米，表面富含羟基和氨基官能团，在水中展现出明亮的蓝色荧光。

结论（Conclusions）

简而言之，我们通过HNO₃/H₃PO₄/NaNO₂氧化预处理结合水热法，成功从玉米芯纤维素中高效制备出高性能N-CDs。将其与Eu³⁺复合后，构建了一种新型双发射比率荧光探针。该探针利用TC对N-CDs荧光的"淬灭效应"与对Eu³⁺荧光的"天线效应"产生的反向响应信号，实现了对TC的高灵敏、高选择性检测。更酷的是，探针荧光颜色会随TC浓度增加从蓝色渐变为红色，我们顺势开发了智能手机辅助可视化检测平台，让普通人也能随时随地完成抗生素检测！