引言
亚硝酸盐（NO2?）因其着色和抗菌作用而在肉类加工中广泛使用，并且也普遍存在于食品和环境基质中（Wang, Liu, Wei, Gao, & Lin, 2025; Yue, Zhao, & Lei, 2025）。过量摄入NO2?会促进潜在的致癌N-亚硝基化合物的形成，并可能导致高铁血红蛋白血症和组织缺氧，从而对健康构成风险（Qiu et al., 2025）。因此，NO2?的使用和残留量受到严格监管。JECFA设定的可接受日摄入量为0–0.07 mg kg?1 bw d?1（以NO2?表示）（Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, 2002）。Codex CXS 192-1995规定某些热处理肉制品的最大残留量为80 mg·kg?1（以残留NO2?表示）（Codex Alimentarius Commission, 2026），而世界卫生组织推荐的饮用水指南值为3 mg L?1（以NO2?表示）（World Health Organization, 2026）。这些限制凸显了快速、灵敏和可靠检测NO2?的必要性。常见的NO2?检测方法包括离子色谱（Lim et al., 2022; Lopez-Moreno, Perez, & Urbano, 2016）、UV–vis分光光度法（Fahemi, Angizi, & Hatamie, 2024; Yu et al., 2022）、荧光分析（Jia et al., 2020; Qiu et al., 2025）和电化学传感（Fahemi et al., 2024）。尽管这些方法各有优势，但往往无法同时满足灵敏度、分析速度、操作便利性和低成本仪器的要求。一些方法仍依赖专用仪器、复杂的样品预处理或漫长的分析程序，限制了其在现场筛查和实时检测中的应用（Liu et al., 2022; Qiu et al., 2025; Yue et al., 2025）。因此，开发一种便携、低成本且用户友好的NO2?检测平台具有重要意义。
近年来，碳点（CDs）由于其易于制备、可调的发光特性和可功能化的表面而在分析传感领域受到了广泛关注。已经开发出多种用于NO2?检测的CDs。例如，Yu等人（Yu et al., 2022）基于NO2?诱导的吸收增强和荧光减弱效应构建了一个荧光/比色双模式检测系统。Zhou等人（Zhou et al., 2024）将顶空单滴微萃取（HS-SDME）与N-CDs结合使用，有效减少了基质干扰。Hao等人（Hao et al., 2024）将具有荧光和类似氧化酶活性的N掺杂碳点纳米酶与OPD/TMB底物结合，实现了比率荧光/比色读数和智能手机辅助分析。Tao等人（Tao et al., 2022）开发了一种BCD/RhB双发射比率探针，并进一步将其应用于纸条检测。尽管取得了这些进展，但某些方法仍需要加热或孵育5-60分钟以获得稳定信号（表S1），而其他方法则依赖微萃取、多试剂耦合或额外的底物、染料或纳米组分，从而增加了操作步骤和系统复杂性（Hao et al., 2022; Li et al., 2026; Yu et al., 2022）。此外，一些CD在高浓度下表现出可见光区域的背景吸收、自吸收或聚集诱导的淬灭，这可能会降低比色对比度并削弱荧光响应（Li et al., 2026; Tao et al., 2022）。CD在高浓度下的可见光区域吸收和分散稳定性与其共轭结构和表面性质密切相关（Wang & Lu, 2022）。然而，这些结构因素如何影响NO2?的双模式信号生成仍不够清楚。因此，通过材料设计调节CD的共轭结构和表面性质以实现低背景、稳定分散和快速响应，同时简化检测程序，仍然是这些传感系统面临的关键挑战。
为了解决这些材料设计要求，无溶剂的热处理方法无需额外的分离反应溶剂。该方法减少了溶剂消耗，简化了制备过程，并为通过前体组成和热处理条件调节CD的碳化和共轭提供了可行的途径（Gao, Duan, Zhao, & Deng, 2025; Wang et al., 2023）。Wang, Liu等人（2025）和Wang等人（2025）使用这种方法在5分钟内制备了一系列从紫色到红色发射的CD，并发现发射红移与碳化程度增加、石墨化N含量以及sp2共轭结构域有关。这些发现表明无溶剂热处理在快速制备和结构调节方面的潜力。基于这种方法，通过一步无溶剂热处理途径从-PD和PA制备了b-CPDs，并构建了一个用于NO2?分析的荧光/比色双模式探针（方案1）。所得b-CPDs在5 mg mL?1的工作浓度下表现出较低的可见光区域背景吸收，并保持稳定分散。无需额外的显色剂、荧光染料或其他纳米组分，该探针在3分钟内产生了明显的双模式响应。进一步的结构表征和量子化学计算用于研究材料的结构特征、可能的形成途径和响应机制。还开发了一个便携式的基于智能手机的读数平台，用于分析真实食物和水样品。本研究为NO2?的快速便携检测以及适用于高工作浓度的CD探针的无溶剂制备提供了参考。
