一种用于次氯酸检测的新型开启型碳点荧光探针

《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》：A novel turn-on carbon dot fluorescent probe for hypochlorous acid detection

　　

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  制备了一种用于检测 HClO 的新型碳点荧光探针。
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  在 HClO 存在下，碳点探针的荧光大大增强。
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  所制备的碳点荧光探针具有响应迅速、灵敏度高和选择性好的特点。

引言

次氯酸 (HClO) 是一种关键的活性氧 (ROS)，在生物系统和环境领域发挥着重要作用。由于具有强氧化性，内源性 HClO 参与机体的免疫防御和炎症反应，其异常水平与多种病理过程密切相关 [1], [2], [3]。外源性方面，凭借优越的氧化性能，HClO 被广泛用于水处理、漂白和环境消毒 [4], [5]。因此，次氯酸浓度的动态变化不仅能直接反映生物体内的生理和病理调节过程，还为环境安全监测和水质消毒管理提供参考标准。因此，开发高效的 HClO 检测方法一直是分析化学领域持续的研究热点。

已建立多种 HClO 检测技术，包括高效液相色谱 (HPLC)、比色分析、电化学、化学发光和荧光分光光度法 [6], [7], [8], [9]。其中，荧光分光光度法因其高灵敏度、快速响应和良好的选择性，已成为 HClO 检测中最受欢迎的技术，并已开发出大量高性能有机荧光探针用于 HClO 传感 [10], [11], [12]。尽管基于有机分子的次氯酸荧光探针已取得相当进展，但合成复杂和生物相容性不佳等问题仍然存在，因此迫切需要开发新型高性能 HClO 荧光探针。

碳点 (CDs) 作为一种新兴的荧光纳米材料，因其卓越的光学性能、良好的光稳定性、合成简便、生物安全性满意及成本低廉，在分析传感领域引起了广泛关注 [13], [14], [15]。迄今为止，碳点在分析检测和传感方面已取得巨大进步，能够精确识别各种化学和生物分子 [16], [17], [18]。当然，碳点在次氯酸荧光检测领域也取得了相当的研究进展。例如，Xia 等人利用对氨基苯酚合成了单发射碳点 (UE-C-dots)，实现了对 HClO 的高灵敏检测，并进一步应用于肝损伤期间氧化应激的连续监测 [19]。此外，Yang 等人采用水热法制备阳离子碳点，以m-苯二胺为碳源，4-羧基丁基三苯基溴化膦为阳离子源，实现了对实际水样品中 HClO 的有效检测 [20]。除了上述代表性研究外，现有文献中还记载了许多其他基于碳点的 HClO 荧光检测平台 [21], [22], [23], [24], [25]。然而，大多数报道的基于碳点的 HClO 传感系统依赖于荧光猝灭响应，而具有高特异性和高性能的 HClO“开启型”碳点荧光探针仍然稀缺。因此，开发和构建基于碳点的开启型荧光传感平台，用于特异性灵敏检测 HClO，具有重要的研究意义和实践必要性。

因此，我们在此报道了一种用于检测次氯酸的新型开启型碳点荧光探针，该探针表现出对 HClO 良好的选择性和有利的响应性能。在没有 HClO 的情况下，碳点水溶液显示极弱的荧光，而在加入 HClO 后立即快速发出明亮的黄色荧光。荧光滴定实验表明，碳点与 HClO 浓度之间显示出良好的线性关系，检测限低至 0.03342 μM。得益于其对 HClO 良好的响应能力，该探针已成功应用于河流水样品中 HClO 的检测。总之，本研究不仅提供了一种用于 HClO 传感的新型碳点荧光探针，还丰富了基于碳点的次氯酸检测开启型荧光探针的品种。

片段摘录

表征

2,7-二羟基萘购自江苏艾康生物医药研发有限公司。三 (羟甲基) 氨基甲烷 (Tris) 购自北京索莱宝科技有限公司。次氯酸钠 (NaClO) 由梅耶尔 (上海) 化学技术有限公司供应。无水钼酸钠、叔丁基过氧化氢和氯化亚铁购自上海阿拉丁生化科技有限公司。所有试剂均直接使用，未经

结果与讨论

如图 1 所示，碳点 (命名为 Ditr-CDs) 的合成主要以 2,7-二羟基萘和三 (羟甲基) 氨基甲烷为原材料，同时使用盐酸作为辅助催化剂。微波照射 4 分钟后，获得含有目标碳点的粗产品。粗产品经过包括过滤、萃取、薄层色谱和柱色谱在内的一系列分离程序进行了彻底纯化，

结论

在本工作中，成功制备了一种对 HClO 具有开启型响应的碳点荧光探针。该碳点探针随着 HClO 浓度的增加显示出显著的荧光增强，在 0.125–1 μM 和 2.5–30 μM 范围内表现出良好的线性关系。计算出的检测限为 0.03342 μM，与先前报道的研究结果相当。此外，据我们所知，对 HClO 响应的碳点

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本文所报告的工作。

致谢

本研究由新乡医学院博士科研基金 (XYBSKYZZ201716) 和河南省自然科学基金 (242300421534) 提供资金支持。

Jing-Wen Hu|Xin-Yi Liu|Qi-Bin Hu|Yue Peng|Gong-Cheng Ma|Yin-Feng Liao|Hong-Li Chen|Guo-Yun Wan|Hai-Jiao Wang