基于蒲桃籽碳点的荧光传感材料设计与Fe3+/Cu2+离子选择性检测研究

针对工业排放中Fe3+/Cu2+离子污染监测难题，研究人员通过煅烧法合成蒲桃籽源碳点(Sc@CQDs)，该材料具有52.8%高量子产率，对Fe3+/Cu2+的检测限分别达0.18 μM和0.11 μM，静态猝灭机制经寿命衰减分析验证，为环境监测提供了绿色高效的解决方案。

　　

随着工业活动加剧，Fe³⁺和Cu²⁺离子污染已严重威胁生态系统和人类健康。这两种金属离子过量会引发阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病，传统检测方法如ICP-AES成本高昂且操作复杂。在此背景下，印度旁遮普大学的研究团队创新性地利用药用植物蒲桃(Syzygium cumini)种子，通过热煅烧法开发出具有双功能检测能力的荧光碳点(Sc@CQDs)，相关成果发表于《Journal of Molecular Structure》。

研究采用HRTEM(高分辨透射电镜)、XPS(X射线光电子能谱)等技术表征材料特性，通过荧光寿命衰减分析阐明检测机制。结果显示：Sc@CQDs呈3.6 nm球形结构，表面含负电荷基团，静态猝灭作用下对Fe³⁺/Cu²⁺表现出特异性响应，实际水样检测回收率优异。

【主要技术方法】

1. 热煅烧法合成碳点，优化温度与时间参数
2. HRTEM/XPS/XRD多模态表征材料形貌与结构
3. 荧光光谱分析量子产率及离子响应特性
4. 时间分辨荧光光谱验证静态猝灭机制
5. 实际水样验证检测可靠性

【研究结果】
Fabrication and characterization：HRTEM证实Sc@CQDs为3.6 nm球形颗粒，XPS显示含C=O等官能团，Zeta电位-27.6 mV表明表面负电荷特性。

Optical properties：紫外吸收峰位于280 nm，激发依赖性发射峰在450 nm，量子产率达52.8%，优于多数生物质衍生碳点。

Selective detection：在13种金属离子中仅对Fe³⁺/Cu²⁺产生荧光猝灭，抗干扰实验显示Na⁺/K⁺等共存离子不影响检测特异性。

Mechanistic investigation：荧光寿命从2.57 ns(Sc@CQDs)增至2.69 ns(Sc@CQDs+Cu²⁺)，证实静态猝灭主导过程，FTIR证明金属离子与表面羧基配位。

Real sample analysis：自来水、湖水加标回收率98.2-102.4%，RSD<3%，满足环境监测要求。

【结论与意义】
该研究首次将蒲桃种子转化为高性能荧光传感器，其双重检测能力突破传统单分析物局限。通过建立"农业废弃物-功能材料-环境监测"的技术链条，不仅为金属污染防控提供新工具，更开创了药用植物资源高值化利用途径。材料优异的生物相容性预示其在活体检测中的应用潜力，静态猝灭机制的阐明为设计多靶点传感器提供理论依据。Savita Chaudhary团队的工作彰显了绿色化学在解决环境健康问题中的独特价值。