石墨烯量子点基金镍微电机：高敏检测铁离子的创新之选

为检测铁离子（Fe3+），研究人员合成 GQD-Au-Ni 微电机，其检测限达 6μM，助力环境监测等领域。

　　在科技飞速发展的当下，纳米技术领域的创新成果不断涌现，其中纳米和微电机的出现为诸多领域带来了新的曙光。在生物医学工程、环境监测以及化学传感等领域，传统检测方法往往存在诸多局限，比如在微纳尺度环境中难以高效精准地检测目标物质。铁离子（Fe³⁺）在各类生物和环境过程中都扮演着至关重要的角色，但过量的 Fe³⁺会引发严重的环境和健康问题，因此开发高效可靠的检测方法迫在眉睫。

在此背景下，来自苏莱曼德米雷尔大学（Suleyman Demirel University）的研究人员展开了深入研究。他们成功合成并表征了新型石墨烯量子点基金镍（GQD-Au-Ni）微电机，相关成果发表在《Journal of Fluorescence》上。这一研究成果意义重大，为环境监测和生物医学诊断等领域开辟了新的道路。

研究人员为了制备 GQD-Au-Ni 微电机，采用了电化学模板沉积法。该方法以多孔聚碳酸酯膜为模板，先在其表面溅射一层银，随后依次电沉积石墨烯量子点（GQD）、金（Au）和磁性镍（Ni）层，最后通过蚀刻银层、溶解膜并清洗等步骤得到微电机。为了检测 Fe³⁺，研究人员让微电机与不同浓度的 Fe³⁺孵育，通过荧光显微镜测量荧光强度、用光学显微镜观察微电机速度变化，还利用差分脉冲伏安法（DPV）进行电化学分析。同时，为了测试微电机对 Fe³⁺检测的选择性，研究人员让微电机与其他金属离子（如 Zn²⁺、Sn²⁺、Hg²⁺）孵育，对比荧光强度变化。

研究结果显示，GQD-Au-Ni 微电机呈细长结构，表面光滑，长度约 10μm，最窄处宽度约 1.5μm。通过扫描电子显微镜 - 能量色散 X 射线光谱（SEM-EDS）分析，确定了微电机中 GQD、Au 和 Ni 的存在及分布。X 射线光电子能谱（XPS）和 X 射线衍射（XRD）分析进一步表征了微电机的结构和成分特征。在检测性能方面，随着 Fe³⁺浓度增加，微电机荧光强度降低，速度也随之下降。根据荧光强度和速度变化计算出的检测限分别约为 9μM 和 7μM，而 DPV 分析得出的检测限约为 6μM。此外，与其他金属离子相比，微电机对 Fe³⁺具有更高的选择性。

研究结论表明，GQD-Au-Ni 微电机对 Fe³⁺的检测展现出卓越的灵敏度和选择性，其检测限低至 6μM，优于许多现有传感器。这种微电机是文献中首次报道的管状 GQD-Au-Ni 微电机，代表了微电机技术的重大进步。它集成了 GQD、Au 和 Ni 的优势，不仅增强了荧光和磁性，还促进了快速电子转移，提升了传感性能。该研究为开发先进微电机提供了新策略，在环境监测、生物医学诊断等领域具有广阔的应用前景，有望用于检测其他重金属离子和污染物，推动传感器技术的革新，助力解决环境和健康监测中的关键难题。