基于废弃烟蒂碳量子点与银纳米颗粒的新型"关-开"荧光探针用于碘离子检测

本研究创新性地利用废弃烟蒂制备尼古丁基碳量子点(NIC-CQDs)，与银纳米颗粒(AgNPs)构建"关-开"型荧光探针(NIC-CQDs-AgNPs)，通过内滤效应(IFE)实现水中痕量碘离子(I-)的高灵敏检测。该探针检测限达32 nM，线性范围0.1-90 μM，成功应用于实际水样检测，为废弃烟蒂资源化利用和环境污染监测提供新策略。

　　

在全球每年产生数万亿个废弃烟蒂的环境压力下，这些含有尼古丁、重金属等有害物质的垃圾不仅污染生态环境，还可能通过食物链危害人类健康。与此同时，作为人体必需微量元素，碘离子(I^-)的失衡会引发甲状腺功能异常，而传统检测方法存在操作复杂、成本高等问题。面对废弃烟蒂资源化利用和环境监测的双重需求，广东工业大学的研究团队在《Materials Today Nano》发表创新研究，首次将废弃烟蒂转化为功能性纳米材料，开发出高灵敏度荧光检测技术。

研究采用微波辅助法从烟蒂中提取尼古丁基碳量子点(NIC-CQDs)，结合液相色谱-质谱联用技术(LC-MS/MS)分析其化学成分，通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱表征光学特性。利用透射电镜(TEM)观察纳米颗粒形貌，X射线光电子能谱(XPS)分析表面元素组成，并采用zeta电位仪测定表面电荷。通过荧光猝灭实验验证内滤效应(IFE)机制，最终建立NIC-CQDs-AgNPs探针的定量检测模型。

【Synthesis of NIC-CQDs and AgNPs】
研究人员将废弃烟蒂经水浸泡后微波处理，成功制备出发蓝色荧光(λ_em=472 nm)的NIC-CQDs，与柠檬酸钠还原法制备的AgNPs通过Ag-N/Ag-S键自组装形成复合探针。

【Identification of chemical constituents】
LC-MS/MS分析显示烟蒂提取物含6种主要成分，其中保留时间25.40分钟的尼古丁衍生物为NIC-CQDs前体物质，这为探针的特异性响应奠定分子基础。

【Conclusions】
该研究开创性地实现废弃烟蒂到功能纳米材料的转化，构建的NIC-CQDs-AgNPs探针具有32 nM的低检测限和0.1-90 μM的宽线性范围。实际水样检测回收率达94.28-104.28%，证实其环境应用可靠性。通过IFE机制和电荷转移效应实现I^-的特异性响应，为发展新型环境监测技术提供范例。

这项工作的创新价值体现在三方面：首次证实烟蒂提取物制备CQDs的可行性，拓展了废弃物高值化利用途径；开发的"关-开"型探针克服传统猝灭探针易受环境干扰的缺陷；建立的检测方法简便快速，为水质碘监测提供新工具。研究获得广东省基础与应用基础研究基金等多项支持，相关技术已申请中国发明专利，展现出良好的产业化前景。