基于邻甲苯胺碳点的荧光猝灭效应在Fe3+与血红蛋白检测中的应用研究

针对环境监测、贫血诊断及刑事侦查中Fe3+与血红蛋白检测需求，研究人员通过水热法合成邻甲苯胺碳点(CDs)，其具备二维晶体结构、优异亲水性及240 nm激发下的蓝色荧光特性。实验证实该CDs可通过荧光共振能量转移(FRET)机制特异性识别Fe3+(检测限0.133 μM)和血红蛋白(72 nM)，为多场景生物传感提供新型荧光材料。

　　

荧光检测技术正成为环境监测、贫血诊断和刑事物证分析的重要工具，其中三价铁离子(Fe³⁺)和血红蛋白的精准检测尤为关键。为突破传统检测方法的局限，研究者巧妙利用邻甲苯胺(o-toluidine)为前驱体，通过水热法合成具有二维晶体结构的碳点(carbon dots, CDs)。这种纳米材料不仅具备出色的水溶性和低成本特性，更在240 nm紫外光激发下呈现强烈的蓝色荧光。

有趣的是，当遇到Fe³⁺或血红蛋白时，这些活泼的CDs就像被"熄灭"的萤火虫——其荧光强度呈现浓度依赖性降低。通过对比实验发现，CDs对Fe³⁺的响应特异性远超其他重金属离子。深入机制研究表明，这种荧光"开关"效应源于碳点与检测物之间发生的荧光共振能量转移(FRET)现象。检测性能测试显示，该系统对Fe³⁺的检测限可达0.133微摩尔每升(μM)，而对血红蛋白的灵敏度更是达到72纳摩尔每升(nM)级别。

这项研究为开发新一代生物传感器提供了思路，这种"智能"碳点既能在环境污染调查中扮演金属离子侦探，又能在医疗诊断中化身贫血标志物捕手，甚至在犯罪现场成为血迹分析的"分子显微镜"。