基于Zn MOF与N,S掺杂碳点的比率荧光传感器用于盐酸四环素的灵敏可视化检测

为解决盐酸四环素（TCH）滥用导致的药物残留问题，研究人员开发了一种基于氮硫共掺杂碳点（N, S-CDs）和锌基金属有机框架（Zn MOF）的比率荧光传感器。该传感器通过内滤效应（IFE）和聚集诱导发光效应（AIE）实现双信号反向响应，检测限低至8.6 nM，并构建了智能手机辅助的便携式检测平台，为食品安全和环境监测提供了高效解决方案。

　　

抗生素滥用引发的药物残留问题已成为全球公共卫生和环境安全的重大挑战。盐酸四环素（Tetracycline hydrochloride, TCH）作为一种广谱抗生素，在畜牧业中广泛应用，但其残留物可能通过食物链传递，导致细菌耐药性、过敏反应甚至肝损伤。尽管各国制定了严格的残留限量标准（如牛奶中100 ng mL^?1），但传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）和质谱技术存在设备昂贵、操作复杂等局限性。荧光检测技术因其快速、灵敏和低成本的优势成为研究热点，但单一荧光信号易受环境干扰，而比率荧光传感器通过双信号自校准可显著提升检测可靠性。

为解决上述问题，南开大学的研究团队开发了一种新型比率荧光传感器N, S-CDs/Zn MOF，相关成果发表在《Microchemical Journal》。该研究通过水热法和溶剂热法分别合成氮硫共掺杂碳点（N, S-CDs）和锌基MOF（Zn MOF），构建了双功能传感平台。关键技术包括：（1）基于IFE和AIE效应的双通道信号设计；（2）智能手机RGB分析实现可视化定量检测；（3）实际样本（蜂蜜和自来水）验证。

研究结果
表征分析
透射电镜（TEM）显示N, S-CDs呈均匀球形分布（直径2.88 nm），X射线光电子能谱（XPS）证实其表面含氮（N）和硫（S）官能团。Zn MOF的粉末X射线衍射（PXRD）图谱与模拟结果一致，证实其晶体结构完整性。

传感机制
加入TCH后，416 nm处蓝光因IFE被猝灭，而515 nm处绿光因Zn MOF与TCH相互作用产生AIE效应增强，荧光比（F₅₁₅/F₄₁₆）与TCH浓度呈线性关系，检测限为8.6 nM。

实际应用
开发的琼脂片便携平台结合智能手机检测，检测限达79 nM，成功用于蜂蜜和自来水中TCH残留分析，回收率为96.5%-104.3%。

结论与意义
该研究通过MOF与碳点的协同效应，实现了TCH的高灵敏、高选择性检测，其双信号反向响应机制有效克服了环境干扰。智能手机平台的引入推动了现场即时检测（POCT）的发展，为食品安全监管和环境污染防控提供了创新工具。作者Bo-Ming Han等指出，该传感器在真实样本中的优异表现验证了其实际应用潜力，未来可通过优化材料组合拓展至其他抗生素检测领域。