RuCOFs@EDTA功能化双模式传感器：高灵敏度Cr3+/Fe3+检测与高效Fe3+吸附的创新策略

本研究针对重金属离子Cr3+/Fe3+污染检测与去除难题，开发了基于共价有机框架（COFs）的双模式荧光-电化学发光（FL-ECL）传感器RuCOFs@EDTA。通过EDTA多齿配位与Ru(dcbpy)32+发光体协同作用，实现了Cr3+（检测限1.7 pM FL/1.81 pM ECL）和Fe3+（1.26 pM FL）的超灵敏检测，并能在30分钟内吸附94%的Fe3+，为环境监测与生物医学提供了新型多功能材料。

　　

重金属污染如同潜伏在环境中的"隐形杀手"，其中铬（Cr³⁺）和铁（Fe³⁺）离子因其高毒性和生物累积性备受关注。工业废水中的Cr³⁺可导致肾功能衰竭，而水体中过量的Fe³⁺不仅产生金属异味，还会在河床沉积物中形成"定时炸弹"——在缺氧条件下重新释放造成二次污染。传统检测方法如原子吸收光谱（AAS）虽精确但设备昂贵，而常见吸附材料如活性炭又存在效率低、选择性差等缺陷。这种"检测难"与"去除难"并存的困境，呼唤着新型多功能材料的诞生。

江西中医药大学等机构的研究人员独辟蹊径，将目光投向具有规则孔道结构和可设计性的共价有机框架（COFs）材料。他们创新性地将电化学发光（ECL）明星分子Ru(dcbpy)₃²⁺与经典螯合剂EDTA集成到COFs骨架上，构建出RuCOFs@EDTA双功能平台。这项发表于《Microchemical Journal》的研究显示，该材料不仅实现Cr³⁺/Fe³⁺的皮摩尔级检测，还能快速吸附94%的Fe³⁺，犹如为重金属污染治理装上了"监测雷达"和"净化滤网"的双重系统。

研究团队采用一锅法合成策略，通过酰胺键将Ru(dcbpy)₃²⁺、三嗪基配体TAPT与联吡啶二胺DAP组装成RuCOFs，再嫁接EDTA获得最终材料。利用SEM/TEM表征形貌，FT-IR/XPS验证官能团，通过荧光光谱和电化学工作站评估检测性能，并采用ICP-MS验证吸附效率。实际水样和小鼠血液测试验证了实用性。

材料表征
SEM显示RuCOFs@EDTA呈现规整片层结构，XPS证实EDTA成功嫁接。比表面积分析显示孔径集中在1.7nm，为离子传输提供通道。荧光量子产率达8.3%，ECL效率较Ru(dcbpy)₃²⁺提升8倍，这得益于COFs的限域效应增强电子转移。

检测性能
在PBS缓冲体系中，Cr³⁺通过竞争配位同时淬灭FL（614nm处）和ECL信号，而Fe³⁺主要影响FL。检测限突破至1.7pM（Cr³⁺ FL）和1.26pM（Fe³⁺ FL），较传统方法灵敏度提升3个数量级。选择性实验表明，即使存在100倍浓度的Na⁺/Ca²⁺等干扰离子，回收率仍保持95%-105%。

吸附机制
EDTA的六个配位位点与Fe³⁺形成八面体螯合物，30分钟内吸附量达142.7mg/g。XPS证实Fe³⁺与羧基氧和氨基氮配位，吸附过程符合Langmuir模型，说明是单分子层化学吸附。

实际应用
在鄱阳湖水和医院废水中，加标回收率为97.3%-103.8%。小鼠血液检测显示良好生物相容性，血清基质干扰小于5%，为活体监测奠定基础。

这项研究开创性地将COFs材料从单一功能推向"检测-吸附"协同系统。RuCOFs@EDTA犹如分子水平的"智能捕手"，其双信号交叉验证机制大幅提高检测可靠性，而快速吸附特性则解决了传统材料效率低的痛点。该设计策略为开发环境-生物医学跨界材料提供了新范式，特别是对水体修复和重金属中毒诊疗具有重要价值。未来通过调控COFs孔径和配体类型，该平台有望拓展至其他重金属污染物的精准防控。