基于g-CDs-Fe NCs-Zn2+比率荧光探针的多模式抗生素检测新策略

针对抗生素滥用导致的耐药性及环境污染问题，研究人员开发了基于蓝光碳点(g-CDs)与红光铁纳米簇(Fe NCs)的复合荧光探针系统g-CDs-Fe NCs-Zn2+。该系统通过460 nm/580 nm双发射峰变化，实现对环丙沙星(CIP)、恩诺沙星(ENR)等6种氟喹诺酮类和四环素类抗生素的多模式检测，为复杂基质中抗生素残留监测提供了新型高效的分析工具。

　　

抗生素的发现与应用是人类医学史上的重大突破，但随之而来的滥用问题正引发全球性危机。氟喹诺酮类（如CIP、ENR）和四环素类（如TC、OC）抗生素在医疗和养殖业的过度使用，不仅加速了"超级细菌"的进化，还通过食物链在环境中持续累积。传统检测方法如液相色谱-质谱联用虽精确但成本高昂，而现有荧光探针多局限于单一靶标检测。这一困境呼唤能同时识别多类抗生素的新型传感技术。

东北大学的研究团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表创新成果，通过微波加热法合成蓝色荧光碳点(g-CDs)，结合前期开发的红色荧光铁纳米簇(Fe NCs)和Zn²⁺离子，构建了具有双发射特征的g-CDs-Fe NCs-Zn²⁺检测系统。该系统利用400 nm激发下460 nm和580 nm的荧光信号变化，建立了针对6种抗生素的"一探针多模式"检测策略。关键技术包括微波辅助碳点合成、金属纳米簇制备、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析等。

【g-CDs的合成】
采用家用微波炉（美的M1-211A）在低中功率下加热D-氨基葡萄糖盐酸盐溶液3分钟，经12000 rpm离心后获得淡黄色g-CDs溶液。优化实验表明，微波功率显著影响碳点的荧光量子产率。

【多重检测机制】
研究发现：CIP/ENR使580 nm峰显著猝灭而460 nm峰稳定；GAT引发460 nm峰蓝移至480 nm；TC/OC诱导525 nm新峰出现；AC则导致460 nm峰红移至525 nm。这种差异响应源于抗生素与Zn²⁺的配位作用改变Fe NCs的电子转移效率，而碳点的表面态则对四环素类分子具有特异性识别。

【结论与意义】
该研究突破传统单靶标检测局限，首次实现：1）通过F₄₆₀/F₅₈₀比值定量CIP/ENR；2）利用480 nm位移检测GAT；3）基于525 nm新峰识别TC/OC/AC。这种"信号指纹"策略为复杂样品中抗生素残留的现场检测提供了新思路，其家用微波合成方法更具规模化应用潜力。研究团队特别指出，该系统的环境稳定性与抗干扰能力仍需进一步优化，未来或可通过修饰探针表面基团拓展检测谱。