Cadmium ions (Cd2+) greatly threat human health and the environment due to its extremely severe toxicity. Therefore, it is of paramount importance to establish a sensitive and portable platform for monitoring Cd2+ on site. In this work, a novel microfluidic-based fluorescent electronic eye (E-eye) combined with tetrasodium iminodisuccinate (IDS)-etched CdTe/CdS quantum dots (QDs) was developed for portable and sensitive detection of trace Cd2+ in water environment. The fluorescent E-eye consists of a microfluidic chip for miniaturized flow analysis, an ultraviolet light excitation module for fluorescent excitation, an optical lens for device miniaturization and a smartphone for portable photographing and analysis. The IDS was added in the CdTe/CdS QDs to cause fluorescence quenching due to the chemical etching. Subsequently added Cd2+ will be recognized by etched QDs, thus inducing the fluorescence changes that can be directly captured by the E-eye for quantitative detection of Cd2+. With the optimization of all parameters including pH, reaction time and the concentration of IDS, the proposed platform could detect Cd2+ with a low detection limit of 0.26 μg/L in the range of 1-250 μg/L. It is worth noting that the performance of the developed fluorescent E-eye is quite comparable to a commercial microplate reader with a detailed comparison in linearity, sensitivity and detection limit. In summary, the proposed microfluidic-based fluorescent E-eye provides a promising platform for portable and high sensitive detection of trace cadmium in water environment.

中文翻译：

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具有 CdTe/CdS 核壳量子点的基于微流体的荧光电子眼，用于镉离子的痕量检测

镉离子 (Cd2+) 由于其极其严重的毒性，极大地威胁着人类健康和环境。因此，建立一个灵敏、便携的现场监测Cd2+平台至关重要。在这项工作中，开发了一种新型的基于微流体的荧光电子眼 (E-eye) 结合亚氨基二琥珀酸四钠 (IDS) 蚀刻的 CdTe/CdS 量子点 (QD)，用于水环境中痕量 Cd2+ 的便携式和灵敏检测。荧光E-eye由用于小型化流动分析的微流控芯片、用于荧光激发的紫外光激发模块、用于装置小型化的光学镜头和用于便携式拍照和分析的智能手机组成。IDS 被添加到 CdTe/CdS QD 中以引起由于化学蚀刻引起的荧光猝灭。随后添加的 Cd2+ 将被蚀刻的 QD 识别，从而引起荧光变化，E-eye 可以直接捕捉到 Cd2+ 的定量检测。通过优化包括 pH、反应时间和 IDS 浓度在内的所有参数，所提出的平台可以在 1-250 μg/L 的范围内以 0.26 μg/L 的低检测限检测 Cd2+。值得注意的是，开发的荧光 E-eye 的性能与商业酶标仪相当，在线性、灵敏度和检测限方面进行了详细比较。总之，所提出的基于微流体的荧光 E-eye 为便携式和高灵敏度检测水环境中的痕量镉提供了一个有前途的平台。从而诱导可被 E-eye 直接捕获的荧光变化，用于 Cd2+ 的定量检测。通过优化包括 pH、反应时间和 IDS 浓度在内的所有参数，所提出的平台可以在 1-250 μg/L 的范围内以 0.26 μg/L 的低检测限检测 Cd2+。值得注意的是，开发的荧光 E-eye 的性能与商业酶标仪相当，在线性、灵敏度和检测限方面进行了详细比较。总之，所提出的基于微流体的荧光 E-eye 为便携式和高灵敏度检测水环境中的痕量镉提供了一个有前途的平台。从而诱导可被 E-eye 直接捕获的荧光变化，用于 Cd2+ 的定量检测。通过优化包括 pH、反应时间和 IDS 浓度在内的所有参数，所提出的平台可以在 1-250 μg/L 的范围内以 0.26 μg/L 的低检测限检测 Cd2+。值得注意的是，开发的荧光 E-eye 的性能与商业酶标仪相当，在线性、灵敏度和检测限方面进行了详细比较。总之，所提出的基于微流体的荧光 E-eye 为便携式和高灵敏度检测水环境中的痕量镉提供了一个有前途的平台。所提出的平台可以在 1-250 μg/L 的范围内以 0.26 μg/L 的低检测限检测 Cd2+。值得注意的是，开发的荧光 E-eye 的性能与商业酶标仪相当，在线性、灵敏度和检测限方面进行了详细比较。总之，所提出的基于微流体的荧光 E-eye 为便携式和高灵敏度检测水环境中的痕量镉提供了一个有前途的平台。所提出的平台可以在 1-250 μg/L 的范围内以 0.26 μg/L 的低检测限检测 Cd2+。值得注意的是，开发的荧光 E-eye 的性能与商业酶标仪相当，在线性、灵敏度和检测限方面进行了详细比较。总之，所提出的基于微流体的荧光 E-eye 为便携式和高灵敏度检测水环境中的痕量镉提供了一个有前途的平台。