Sen. Actuators B：镧系MOFs封装甲酰胺碳点构建的RF传感器用于Ag+肉眼可视化定量检测

银离子（Ag⁺）被广泛应用于农业、医学和科研等领域，其被人体过度吸收可导致胃痛、癫痫、肾脏损伤等一系列中毒症状。因此，Ag⁺的高灵敏定量检测在临床诊疗和环境监测等领域具有重要意义。传统的质谱或电感耦合等离子体发射光谱等Ag⁺检测方法受到仪器成本高、样品前处理复杂等因素的限制。与此相比，荧光传感技术操作简便、分析成本低、灵敏度和选择性高，可作为一种简便、高性能的Ag⁺检测方法。

铕基金属有机骨架（Eu-MOFs）以其独特的红色发光特性、强荧光、大Stocks位移等优点在荧光传感领域受到了广泛关注。然而，其单波长传感模式易受激发强度和实验介质等的干扰，检测精密度较差。而比率荧光（RF）传感可通过双波长的内标作用克服这些缺陷。碳点（CDs）的制备过程简便，且具有优异的荧光性能和良好的生物相容性，有望与Eu-MOFs复合构建高性能银离子RF传感器。

重庆大学药学院夏之宁教授（点击查看介绍）、西南医科大学药学院付琦峰副研究员（点击查看介绍）及张开莲教授（点击查看介绍）课题组基于以上构想，成功将甲酰胺衍生的氮掺杂碳点（FA-CDs）封装于Eu-MOFs孔腔中（FA-CDs@Eu-MOFs），合成了一种基于水凝胶的新型RF传感器，并成功用于Ag⁺的超灵敏肉眼可视化定量检测。

图1. FA-CDs和FA-CDs@Eu-MOFs的制备流程及Ag⁺可视化传感应用原理图。图片来源：Sens. Actuators B Chem.

FA-CDs@Eu-MOFs比率荧光传感器的设计思路可以概括为以下三个方面。首先，基于甲酰胺分子间席夫碱反应所生成C=N基团与Ag⁺的特异性配位反应，将甲酰胺直接作为碳源和氮源溶剂热合成对Ag⁺具有特异性识别能力的FA-CDs；其次，由于发红光的Eu-MOFs与发蓝光的FA-CDs互不干扰，且其对Ag⁺的强吸附能力可协同增强FA-CDs对Ag⁺的传感性能，故被选作构建RF传感器的载体材料；最后，将FA-CDs封装进Eu-MOFs孔腔后，FA-CDs@Eu-MOFs可有效结合FA-CDs对Ag⁺传感的高灵敏度、RF传感模式的自校准功能以及Eu-MOFs对Ag⁺传感的协同增益作用等优点。基于这一思路制备的FA-CDs@Eu-MOFs展示出对Ag⁺良好的选择性，较宽的线性范围（0.3-100 nM）和极低的检出限（80 pM）。进一步将该RF探针用于新型RF水凝胶Ag⁺传感器的构建，通过不同浓度Ag⁺所引起的由蓝到红的荧光颜色变化，已成功用于肉眼可视化定量检测抗菌液中的银离子含量，其结果与ICP-MS测定结果相当，进一步说明了该方法在实际样品分析中的实用性和可行性。

图2. RF水凝胶与不同浓度Ag⁺溶液和Ag⁺抗菌液作用后的荧光照片。图片来源：Sens. Actuators B Chem.

这一研究成果近期发表在Sensors and Actuators B: Chemical 上，文章的第一作者是西南医科大学硕士研究生张远华，通讯作者是重庆大学药学院的夏之宁教授、西南医科大学药学院的付琦峰副研究员和张开莲教授。该研究得到了国家自然科学基金（22074126，21804113，21974015）的资助。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Strongly emissive formamide-derived N-doped carbon dots embedded Eu(III)-based metal-organic frameworks as a ratiometric fluorescent probe for ultrasensitive and visual quantitative detection of Ag⁺

Yuanhua Zhang#, Kai Zhou#, Yan Qiu, Lan Xia, Zhining Xia*, Kailian Zhang*, Qifeng Fu*

Sens. Actuators B Chem., 2021, 339, 129922, DOI: 10.1016/j.snb.2021.129922

导师介绍

夏之宁

https://www.x-mol.com/university/faculty/18633 

张开莲

https://www.x-mol.com/university/faculty/113488 

付琦峰

https://www.x-mol.com/groups/fu_qifeng