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Boron and nitrogen codoped carbon dots as fluorescence sensor for Fe3+ with improved selectivity.
Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis ( IF 3.1 ) Pub Date : 2019-12-20 , DOI: 10.1016/j.jpba.2019.113052 Hao Wu 1 , Lan-Fang Pang 1 , Meng-Jie Fu 1 , Xiao-Feng Guo 1 , Hong Wang 1
Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis ( IF 3.1 ) Pub Date : 2019-12-20 , DOI: 10.1016/j.jpba.2019.113052 Hao Wu 1 , Lan-Fang Pang 1 , Meng-Jie Fu 1 , Xiao-Feng Guo 1 , Hong Wang 1
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Carbon dots (CDs) are popular as fluorescence sensors, and metal ions are typical analytes. However, CDs used as fluorescent sensors for Fe3+ have some interferences coming from co-existed ions. In this study, we suspect that sp3 boron atom in phenylboronic acid group will be more compatible with Fe3+ to form coordination bonds, thereby increasing the selectivity to Fe3+. Hence, we designed and synthesized boron and nitrogen codoped carbon dots (BN-CDs) for detection of Fe3+ via a hydrothermal method using o-phenylenediamine (OPA) and 4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)benzylchloroformate as precursors. From the results, we found that BN-CDs had superior selectivity to Fe3+ in the presence of the other common interfering metal ions like Cu2+, Fe2+ and Pb2+. Besides, the obtained BN-CDs exhibited good water solubility, favorable photostability, excellent pH stability between pH 2-11, and strong fluorescence intensity with quantum yield up to 31.5 %. These excellent properties of carbon dots validate that our idea is feasible, and can be used for design CDs for Fe3+ detection. Quenching mechanism study showed the fluorescence intensity of BN-CDs could be dramatically quenched by Fe3+ through dynamic and static synergy process. Finally, the as prepared BN-CDs were successfully applied to the determination of Fe3+ in fetal bovine serum and lake water.
中文翻译：
硼和氮共掺杂碳点作为Fe3 +的荧光传感器，具有改善的选择性。
碳点（CD）是流行的荧光传感器，金属离子是典型的分析物。但是，用作Fe3 +荧光传感器的CD会由于共存离子而产生一些干扰。在这项研究中，我们怀疑苯基硼酸基团中的sp3硼原子将与Fe3 +更加相容，形成配位键，从而增加对Fe3 +的选择性。因此，我们设计并合成了硼和氮共掺杂碳点（BN-CDs），用于通过水热法使用邻苯二胺（OPA）和4-（4,4,5,5-四甲基-1,3，作为前体的2-二氧杂硼硼烷-2-基）苄基氯甲酸酯。从结果中我们发现，在存在其他常见的干扰金属离子（例如Cu2 +，Fe2 +和Pb2 +）的情况下，BN-CDs对Fe3 +具有优越的选择性。此外，所得的BN-CD表现出良好的水溶性，良好的光稳定性，在2-11之间的出色pH稳定性以及强大的荧光强度，量子产率高达31.5％。碳点的这些优异性能证明了我们的想法是可行的，并且可用于设计用于检测Fe3 +的CD。淬灭机理研究表明，Fe3 +通过动态和静态协同作用可以极大地淬灭BN-CDs的荧光强度。最后，所制备的BN-CDs成功地用于测定胎牛血清和湖水中的Fe3 +。淬灭机理研究表明，Fe3 +通过动态和静态协同作用可以极大地淬灭BN-CDs的荧光强度。最后，所制备的BN-CDs成功地用于测定胎牛血清和湖水中的Fe3 +。淬灭机理研究表明，Fe3 +通过动态和静态协同作用可以极大地淬灭BN-CDs的荧光强度。最后，所制备的BN-CDs成功地用于测定胎牛血清和湖水中的Fe3 +。
更新日期：2019-12-20
中文翻译：
硼和氮共掺杂碳点作为Fe3 +的荧光传感器，具有改善的选择性。
碳点（CD）是流行的荧光传感器，金属离子是典型的分析物。但是，用作Fe3 +荧光传感器的CD会由于共存离子而产生一些干扰。在这项研究中，我们怀疑苯基硼酸基团中的sp3硼原子将与Fe3 +更加相容，形成配位键，从而增加对Fe3 +的选择性。因此，我们设计并合成了硼和氮共掺杂碳点（BN-CDs），用于通过水热法使用邻苯二胺（OPA）和4-（4,4,5,5-四甲基-1,3，作为前体的2-二氧杂硼硼烷-2-基）苄基氯甲酸酯。从结果中我们发现，在存在其他常见的干扰金属离子（例如Cu2 +，Fe2 +和Pb2 +）的情况下，BN-CDs对Fe3 +具有优越的选择性。此外，所得的BN-CD表现出良好的水溶性，良好的光稳定性，在2-11之间的出色pH稳定性以及强大的荧光强度，量子产率高达31.5％。碳点的这些优异性能证明了我们的想法是可行的，并且可用于设计用于检测Fe3 +的CD。淬灭机理研究表明，Fe3 +通过动态和静态协同作用可以极大地淬灭BN-CDs的荧光强度。最后，所制备的BN-CDs成功地用于测定胎牛血清和湖水中的Fe3 +。淬灭机理研究表明，Fe3 +通过动态和静态协同作用可以极大地淬灭BN-CDs的荧光强度。最后，所制备的BN-CDs成功地用于测定胎牛血清和湖水中的Fe3 +。淬灭机理研究表明，Fe3 +通过动态和静态协同作用可以极大地淬灭BN-CDs的荧光强度。最后，所制备的BN-CDs成功地用于测定胎牛血清和湖水中的Fe3 +。
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