Bi2 Se3 量子点作为高选择性荧光探针用于1-氯-2,4-二硝基苯的检测：环境监测与健康防护新策略

针对1-氯-2,4-二硝基苯（CDNB）的高致敏性和传统检测方法（如HPLC）成本高、耗时长的问题，上海大学团队通过溶剂热法首次合成发光Bi2 Se3 量子点（QDs），其量子产率达13.8%，并实现对CDNB的高选择性荧光猝灭检测（LOD=0.03 μM，6.08 ng/ml），为环境污染物快速监测提供新思路。

　　

研究背景
1-氯-2,4-二硝基苯（CDNB）是一种广泛用于检测谷胱甘肽-S-转移酶（GST）的化合物，但其高致敏性和致癌性（EC3值仅0.04%）对环境和健康构成严重威胁。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）的检测限（LOD）为200 ng/ml，且设备昂贵、操作复杂。与此同时，传统半导体量子点（如CdS、HgSe）因含重金属毒性不符合环保要求。因此，开发兼具高灵敏度、环境友好型检测材料成为迫切需求。

研究设计与技术方法
上海大学的研究人员采用溶剂热法，以Bi₂
O₃
和硒粉为原料，硫基乙酸为封端剂，首次合成黄色发光的Bi₂
Se₃
量子点（QDs），并通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和荧光光谱等技术表征其结构与光学性能。通过测试不同浓度CDNB对QDs荧光的猝灭效应，建立标准曲线并评估选择性。

研究结果

1. 结构与形貌分析：TEM显示Bi₂
   Se₃
   QDs为单分散颗粒，晶面间距0.304 nm对应[015]晶面，XRD证实其为菱方晶系结构。
2. 光学性能：QDs绝对量子产率达13.8%，发射峰位于550 nm，激发依赖特性表明其表面态发光机制。
3. CDNB检测性能：CDNB在0.040–0.50 μM范围内线性猝灭QDs荧光（LOD=0.03 μM），且对结构类似物（如4-F-1,2-DNB、p-CNB等）具有高选择性，仅2,4-二硝基苯胺（2,4-DNA）因内滤效应产生轻微干扰。
4. 机理探讨：选择性源于CDNB与QDs表面通过次级键形成中间态，导致荧光猝灭。

结论与意义
该研究首次实现Bi₂
Se₃
QDs的发光合成，其作为CDNB荧光探针具有可视化、低成本（无需复杂仪器）、超低检测限（6.08 ng/ml）等优势，为环境污染物监测提供新范式。此外，Bi³⁺
和硒的生物相容性使其在生物传感领域潜力巨大。研究发表于《Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry》，为基于拓扑绝缘体材料的荧光探针设计开辟了新途径。