基于山竹皮衍生的氮掺杂碳量子点分子印迹荧光传感器选择性检测链霉素

为解决链霉素滥用导致的健康风险和环境残留问题，越南国立大学团队开发了一种基于山竹皮衍生的氮掺杂碳量子点(N-CQDs)与分子印迹聚合物(MIPs)复合的荧光传感器(N-CQDs@MIPs)。该传感器通过荧光增强机制实现3.2 nM(1.8 ppb)的超低检测限，对结构类似物表现出优异选择性，成功应用于药片和环境水样检测，为复杂基质中抗生素监测提供快速、灵敏的绿色解决方案。

　　

链霉素作为首个抗结核抗生素，虽在医疗史上立下汗马功劳，但其耳毒性和环境残留问题始终如影随形。更棘手的是，这种缺乏紫外吸收特性的分子，传统检测需要繁琐的衍生化步骤，而色谱联用技术又存在设备门槛高、耗时长等痛点。当全球都在寻找更高效的监测手段时，越南国立大学的Bach Pham团队独辟蹊径，将目光投向了水果摊上的山竹皮——这种东南亚常见的厨余垃圾，竟在微波炉里完成了向纳米材料的华丽转身。

研究团队通过微波辅助水热法，仅用几分钟就将山竹皮与尿素转化为氮掺杂碳量子点(N-CQDs)，其表面丰富的C=O、C-O/C-N基团经XPS证实可显著提升荧光性能。这些"纳米萤火虫"与分子印迹聚合物(MIPs)结合后，形成的N-CQDs@MIPs复合材料展现出令人惊喜的特性：当遇到链霉素分子时，不仅不会像常规传感器那样"熄灭"荧光，反而会触发显著的荧光增强效应。这种反常规现象源于MIPs空穴对目标分子的精准捕获，诱导N-CQDs表面电子转移路径改变。

关键实验技术包括：1) 微波辅助合成N-CQDs；2) 分子印迹技术构建特异性识别位点；3) X射线光电子能谱(XPS)表征材料表面化学状态；4) 荧光光谱法评估传感器性能；5) 实际样本检测并与LC-MS/MS进行方法学比对。

Characterization of N-CQDs and N-CQDs@MIPs
XPS分析揭示N-CQDs中C、O、N元素的协同作用：284.7 eV的C-C/C=C峰提供碳骨架，286.0 eV的C-N峰证实氮掺杂成功，而289.2 eV的C=O峰赋予材料水溶性与活性位点。这种独特结构使量子产率较传统CQDs提升2.3倍。

Conclusion
该传感器在0.01-8.00 μM范围内呈现完美线性关系，对庆大霉素等结构类似物的交叉反应率<5%，即使在含Cu²⁺、Mg²⁺等干扰离子的水样中仍保持稳定性能。实际检测回收率达96.4-103.8%，与LC-MS/MS结果偏差<4.2%，验证了其可靠性。

这项研究开创性地将厨余垃圾转化为高性能纳米材料，其提出的"荧光增强型"检测机制突破了传统猝灭法的灵敏度瓶颈。更重要的是，从山竹皮到检测设备的全链条设计，为发展中国家低成本实施抗生素监测提供了范本。正如研究者所言："当我们在实验室用微波炉'烹饪'果皮时，或许正在改写环境分析化学的游戏规则。"论文发表于《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》，为绿色纳米传感技术树立了新标杆。