磷掺杂碳点增强化学发光法实现食品样品中碘化物的高灵敏检测

本研究针对食品中痕量碘化物检测的灵敏度与选择性难题，开发了基于磷掺杂碳点（PCDs）增强Ce(IV)-Na2S2O3化学发光（CL）体系的新方法。通过优化PCDs合成与CL反应条件，建立线性检测范围0.1–50 μM、检出限27 nM的碘化物分析方法，成功应用于蔬菜和海鲜样本检测，回收率94.9–118.8%，为食品安全监测提供高效技术手段。

　　

碘作为甲状腺激素合成的必需微量元素，其摄入失衡可引发从胎儿畸形到甲状腺功能异常等一系列健康问题。世界卫生组织建议每日碘摄入量需精确控制在50–200 μg，但现有检测技术或受限于仪器复杂度（如原子光谱），或面临灵敏度不足（如比色法）的挑战。化学发光（CL）技术虽具操作简便的优势，却常因发光体系稀少且信号微弱难以实用。碳点（CDs）作为新兴纳米材料，其表面可修饰性为CL增强带来曙光，但未经优化的碳点往往存在量子产率低、功能基团不足等缺陷。

河南工业大学的研究团队创新性地采用大豆磷脂为前体，通过水热法合成磷掺杂碳点（PCDs），成功构建Ce(IV)-Na₂S₂O₃-PCDs增强型CL体系。该体系利用碘化物与Ce(IV)的竞争性反应导致CL信号淬灭的特性，建立对数响应关系lg(I₀/I) = 0.02731C + 0.08424（μM），实现较传统方法提升2个数量级的检测灵敏度。相关成果发表于《Microchemical Journal》，为食品碘含量监测提供新范式。

关键技术包括：1）水热法制备PCDs并采用HR-TEM、XPS表征其3.86 nm粒径与磷掺杂结构；2）BPCL超弱发光分析仪优化CL反应参数；3）FT-IR验证PCDs表面含氧/磷官能团；4）实际样本（蔬菜、海鲜）加标回收验证。

【表征结果】
TEM显示PCDs呈3.86 nm球形结构，0.209 nm晶面间距对应石墨碳（100）晶面；XPS证实P=O/P-C键存在；FT-IR检出3446 cm^?1（-OH）和1635 cm^?1（C=O）特征峰，证实表面丰富官能团。

【CL增强机制】
PCDs中磷掺杂引入缺陷态，促进Ce(IV)与Na₂S₂O₃反应生成SO₄^•?自由基，其能量转移至PCDs发射450 nm荧光，使CL强度提升8.3倍。

【碘检测性能】
碘化物通过竞争消耗Ce(IV)抑制CL，在0.1–50 μM范围呈现优异线性（R²=0.997），抗干扰实验显示对Br^?、NO₃^?等阴离子选择性>120倍。实际样本检测回收率94.9–118.8%，RSD<4.8%。

该研究突破传统CL体系灵敏度瓶颈，首创磷掺杂碳点协同Ce(IV)氧化的信号放大策略。通过精准调控纳米材料表面化学性质，实现食品复杂基质中痕量碘化物的快速筛查，为营养流行病学研究与食品安全标准制定提供关键技术支撑。作者团队指出，未来可拓展该平台至其他卤素离子检测，并探索PCDs在生物成像中的CL应用潜力。