综述：碳点及其复合材料在生物分子和有毒物质检测中的研究进展

这篇综述系统总结了碳点（CDs）、碳量子点（CQDs）及其复合材料在电化学和荧光传感领域的最新进展。作者重点探讨了CDs/CQDs的优异光学、电学性能和生物相容性，及其与聚合物、MXenes、金属氧化物等复合后对葡萄糖（Glu）、多巴胺（DA）、双酚A（BPA）等靶标的高灵敏度检测，为生物医学和环境监测提供了创新解决方案。

　　

Abstract

近年来，碳点（CDs）、石墨烯量子点（GQDs）和碳量子点（CQDs）因其独特的光电特性成为传感领域的研究热点。这类零维碳材料尺寸小于10 nm，兼具sp²碳核结构和丰富的表面官能团（-OH、-COOH等），通过"自上而下"（如激光烧蚀）或"自下而上"（如水热法）方法可调控其性能。

Introduction

CDs的发现可追溯至2004年对单壁碳纳米管（SWCNTs）的电泳分析。后续研究揭示了其荧光可调、低毒和水分散性优势，使其在生物传感领域大放异彩。通过与g-C₃N₄、金属有机框架（MOFs）等材料复合，CDs的催化活性和导电性得到显著提升。

CDs based sensors for biomedical applications

在生物医学领域，CDs复合材料展现出惊人的检测性能：

• 葡萄糖监测：空心镍纳米球/CDs/壳聚糖（CS）复合传感器检测限低至0.0046 μM，成功应用于血清样本
• 神经递质分析：对DA/UA/AA的同步检测解决了传统电极氧化峰重叠难题
• 重金属检测：CDs-V₂O₅复合材料对Cu²⁺的灵敏度达0.0005 μM

Conclusions, challenges and perspectives

尽管CDs传感器在检测BPA、Hg²⁺等污染物时表现卓越，但规模化生产和长期稳定性仍是产业化瓶颈。未来研究需聚焦材料标准化制备和复杂样本抗干扰能力提升，这将推动个性化医疗和实时环境监测的发展。