科创中国

全球工业的快速发展，导致各种重金属离子引起的污染已成为威胁人类健康和生态系统的世界性重大问题。在多种常见环境污染的重金属离子中，Cd2+是一种剧毒的重金属离子，持续接触污染的食物或水会对肺、肾、骨、神经系统造成严重的伤害。因此，对Cd2+的灵敏检测是非常必要的。近年来，荧光传感器以其简单、经济、灵敏度高、直观、响应快等优点引起了人们的广泛关注。目前，大量基于有机染料分子、金属纳米颗粒和半导体量子点等多种荧光探针已经被开发出来。然而，这些探针大多要么有毒，要么灵敏度低，选择性差。因此，开发一种简单、选择性、灵敏地检测Cd2+离子等环境污染物的方法迫在眉睫，本研究工作专注于新型碳材料—碳量子的研制及其对Cd2+等环境污染离子高敏探测的应用研究，结果表明：碳量子点不仅具有类似于传统量子点的发光性能与纳米尺寸特性，而且具有很好的选择性、易功能化、水溶性、化学惰性、高耐光漂白、低毒性和良好的生物相容性等特性，现已逐渐发展成为一种非常明亮的荧光探针，进而显示出碳量子点生物医药学及环境领域巨大的应用前景。
利用荧光碳量子点（CQDs）的高效荧光特性，以及其对特定重金属离子的选择性识别，实现环境监测（快速检测试纸），疾病快速筛查。例如：1、利用碳量子点荧光特性研制快速检测试纸，可实现对于名贵中药材、水产品重金属超标等监测；2､利用碳量子点特殊催化特性研制复合电极材料，应用于研制生物传感器，可实现某些疾病的筛查。
1、 氮硼掺杂碳碳量子点（N,B-CQDs）对uM级的Cd2+ 产生高敏感性的响应，且样品荧光强度倍增；2、 硫硒掺杂碳碳量子点（S,Se-CQDs）对uM级的Cr(IV) 产生高敏感性的响应，对应样品荧光发生萃灭；3、 氮硼掺杂碳碳量子点（N,B-CQDs）对uM级的SeO3 2-产生高敏感性的响应，对应样品荧光发生萃灭。