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为解决过氧化物类炸药难以直接检测完整 TATP 的问题，研究人员开发基于氮氧掺杂碳量子点（APT-CDs）的荧光纳米探针。该探针能双模式检测 TATP，检测限低至 0.18 nmol/L ，对 TATP 检测意义重大。
在恐怖主义活动频发的当下，爆炸物检测成为保障公共安全的关键环节。三过氧化三丙酮（TATP）作为一种有机过氧化物类炸药，因其制备原料易得，常被恐怖组织利用，像 2005 年伦敦地铁袭击事件，就造成了众多人员伤亡。然而，TATP 的检测面临诸多难题，它结构中缺乏像硝基（-NO2）这样的官能团，且易升华，传统光谱法难以直接测定。以往间接检测 TATP 的方法，需先将其转化为 H2O2，操作繁琐。而液相色谱（LC）、气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）等分析方法，不仅成本高、耗时久，还需多种溶剂，在实际应用中受限。因此，开发一种快速、简单且灵敏的 TATP 检测方法迫在眉睫。
在此背景下，国外研究人员开展了基于碳量子点（CQDs）的 TATP 检测研究。他们成功合成了氮氧掺杂的碳量子点（APT-CDs，由抗坏血酸 - 聚乙烯亚胺 - 三乙烯四胺制备而成），并以此为传感材料构建了荧光纳米探针，相关研究成果发表在《Applied Materials Today》。这一研究成果意义重大，实现了对完整 TATP 的直接检测，打破了 TATP 因结构特性难以用分子光谱分析的困境，且检测方法简单高效，为爆炸物检测领域带来了新的突破。
研究人员采用了微波辅助合成法制备 APT-CDs，利用该方法可有效合成具有特定结构和性能的碳量子点。同时，运用光谱分析法对 APT-CDs 的荧光特性进行检测，以探究其在 TATP 检测中的性能。
合成、形态和结构表征
研究人员依据碳量子点结构 - 活性关系的理论分析，选取合适的 O、N 前体，通过微波辅助法成功合成了 APT-CDs。实验结果显示，所制备的 APT-CDs 量子产率高达 66.8% ，具备良好的荧光性能，为后续检测实验奠定了基础。
检测原理及性能
研究发现，在丙酮存在时，APT-CDs 的荧光会因光诱导电子转移（PET）和氢键作用机制而猝灭。而当向荧光猝灭的 APT-CDs 丙酮溶液中加入处于临界浓度范围的完整 TATP 时，TATP 会与丙酮分子通过非共价相互作用形成分子聚集体，这些聚集体与 APT-CDs 发生氢键作用，中断了部分丙酮分子与碳量子点的相互作用，从而使初始荧光显著恢复。该检测方法灵敏度极高，TATP 检测限低至 0.18 nmol/L ，智能手机应用检测限为 0.75 nmol/L ，回收率在 94.2% - 105.7% 之间，且常见的可能干扰物对 TATP 测定影响不显著，这表明该方法具有良好的选择性和准确性。
研究结论
本研究利用基于碳量子点的荧光纳米探针（APT-CDs）实现了对完整 TATP 的灵敏、选择性荧光测定。研究成果在 TATP 检测领域具有创新性，一方面实现了直接检测完整 TATP，克服了其因结构问题难以用传统光谱法检测的难题；另一方面，该检测技术操作简便，为实际检测提供了新的有效手段，在爆炸物检测、公共安全保障等方面具有广阔的应用前景。
