一步水热法合成荧光碳点检测锰(Ⅶ)
摘 要 以苦杏仁酸和脯氨酸为碳源和氮掺杂剂，采用一步水热法合成氮掺杂的蓝色荧光水溶性碳点（CDs），通过透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外可见吸收光谱和荧光光谱法等手段进行表征。合成的CDs粒径均匀，尺寸约为（2.62 ± 0.20） nm，表面存在氨基、羟基、羧基、CC等官能团。最大激发和发射波长分别为360 和450 nm，具有典型的激发波长依赖性，相对量子产率为7.86%，稳定性好。基于荧光共振能量转移（FRET）原理，CDs的荧光可被Mn有效猝灭。在1～100 μmol/L （即0.055～5.500 mg/L）范围内，Mn 浓度与CDs的荧光猝灭程度呈线性关系，相关系数（R2）为0.9986，检出限为0.04 μmol/L （2.20 μg/L），具有高灵敏度和良好的选择性。此CDs可进入HepG2细胞内，发出蓝光，且胞内荧光强度与Mn浓度大致呈线性关系。将此碳点用于环境水样和细胞内Mn含量的检测，结果良好。
关键词 碳点; 合成; 荧光猝灭; 锰检测
1 引 言
近年来，碳点（CDs）由于其独特的光学性质和潜在的生物医学应用价值引起了广泛关注[1，2]。 与传统的金属量子点（QDs）相比，CDs制备方法简单、材料廉价、对环境友好，具有优异的荧光性能、化学惰性、水溶性、低毒性和生物相容性[3～5]。CDs颗粒表面含有丰富的羧基、羟基、羰基等官能团，易与离子发生作用而导致CDs荧光猝灭。基于CDs的金属离子荧光探针是光学传感器领域的研究热点[6，7]。
锰元素是维持人体健康的主要微量元素，对于组织生长、新陈代谢和抗氧化至关重要。人体所需Mn主要来自食物和水，过量的Mn可引起神经紊乱、DNA突变、极度虚弱，甚至永久性残疾[8]。因此，准确测定环境水、土壤、食物和生物样品中Mn含量很重要[9]。世界卫生组织[10]和我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）[11]规定水中Mn的最大允许浓度为0.1 mg/L; 我国《食品营养强化剂使用标准》（GB4880-2012）[12]规定调制乳粉（儿童用乳粉和孕产妇用乳粉除外）Mn使用量为0.3～4.3 mg/kg。目前，測定Mn含量的方法包括原子吸收光谱法[13]、高效液相色谱法[14]、电感耦合等离子体质谱法[15]、溶出伏安法[16]和分光光度法[17]等。这些方法存在一定的局限性，如测定过程复杂、检测范围窄、灵敏度低等。而有关Mn检测的荧光探针方法的报道很少。Gong等[18]报道了一种基于CDs的环境水样和草药中Mn的检测方法。因此，建立简便、灵敏度高、选择性好的Mn荧光检测方法非常必要。
CDs的合成方法有水热...
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