基于量子点荧光淬灭技术的痕量Cu2+检测传感器研究
CdSeCdS量子点荧光探针检测Cu2+
第４２卷第１期２０２３年２月沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ ４２Ｎｏ １Ｆｅｂ ２０２３收稿日期:２０２２－０５－２４基金项目:广西自然科学基金项目(２０１９ＧＸＮＳＦＡＡ１８５０１３)作者简介:汪登鹏(１９９５ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎻ通信作者:高锋(１９７６ )ꎬ男ꎬ副教授ꎬ研究方向:稀土功能材料ꎮ文章编号:１００３－１２５１(２０２３)０１－００６１－０７ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针检测Ｃｕ２＋汪登鹏ꎬ高㊀锋ꎬ藤田澧久(广西大学资源环境与材料学院ꎬ南宁５３００００)摘㊀要:采用液相反应法在水介质中合成巯基乙酸封端的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳结构量子点ꎬ基于Ｃｕ２＋对量子点荧光的猝灭效应ꎬ以ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳量子点为荧光探针定量检测水溶液中Ｃｕ２＋的浓度ꎮ研究结果表明:Ｃｕ２＋的浓度为０.５~６０μｍｏｌ/Ｌ时ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度与Ｃｕ２＋的浓度成良好的分段线性关系ꎬ浓度检测限为０.０６μｍｏｌ/Ｌꎻ该荧光探针对Ｃｕ２＋的检测具有高选择性ꎻ对实际自来水样品中Ｃｕ２＋的检测结果准确可靠ꎻ量子点的淬灭机理为动态淬灭ꎮ关㊀键㊀词:量子点ꎻ荧光淬灭ꎻＣｕ２＋检测ꎻ荧光探针中图分类号:Ｏ６５７.３文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００３－１２５１.２０２３.０１.０１０ＣｄＳｅ/ＣｄＳＱｕａｎｔｕｍＤｏｔＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＰｒｏｂｅｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ＷＡＮＧＤｅｎｇｐｅｎｇꎬＧＡＯＦｅｎｇꎬＦＵＪＩＴＡＴｏｙｏｈｉｓａ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｎｉｎｇ５３００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＣｄＳｅ/ＣｄＳｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ(ＱＤｓ)ｗｉｔｈｔｈｉｏｇｌｙｃｏｌｉｃａｃｉｄｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ￣ｌｙｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉｕｍｂｙｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｒｅａｃｔｉｏｎ.ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆＣｕ２＋ｏｎＱＤｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅꎬｔｈｅＣｄＳｅ/ＣｄＳｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌＱＤｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅＣｕ２＋ｉｎａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｎ￣ｔｅｎｓｉｔｙｏｆＣｄＳｅ/ＣｄＳＱＤｓｈａｓａｇｏｏｄｆｒａｃｔｉｏｎａｌｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ０.５~６０μｍｏｌ/ＬꎬａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔｏｆＣｕ２＋ｉｓ０.０６μｍｏｌ/Ｌ.ＴｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅｈａｓａｈｉｇｈｅｒｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒＣｕ２＋ｔｈａｎｏｔｈｅｒｍｅｔａｌｉｏｎｓꎬａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｉｎａｃｔｕａｌｔａｐｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓａｒｅａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ.ＴｈｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＱＤｓｉｓｄｙｎａｍｉｃｑｕｅｎｃｈｉｎｇ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔꎻｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇꎻＣｕ２＋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅ㊀㊀河流和湖泊中的有毒重金属ꎬ如铬㊁镉㊁铜㊁铅和汞等ꎬ对动物㊁植物及人类的生存和健康影响很大[１]ꎮ其中铜是生物必需的元素之一ꎬ铜的缺乏会导致生物体的某些功能障碍ꎬ但过度摄入铜会导致铜中毒ꎬＣｕ２＋是铜最常见的价态ꎬ痕量Ｃｕ２＋的测定具有重要的意义ꎮ目前检测Ｃｕ２＋的方法主要有原子吸收光谱法[２]㊁原子荧光分光光度法[３]㊁电感耦合等离子体质谱法㊁电化学法[４]和荧光探针法[５]等ꎮ与荧光探针法相比较ꎬ其他几种方法虽然都具备一定的检测能力ꎬ但存在选择性差㊁灵敏度不高ꎬ或具有高选择性与灵敏度但设备复杂㊁昂贵ꎬ或存在样品制备程序复杂等问题ꎬ故其应用受到一定限制ꎮ荧光探针法最大的优势是其荧光响应迅速ꎬ此外还具有可视性和灵敏度高㊁检测重金属离子的选择性好㊁线性范围宽等优点ꎬ且该检测方法成本低㊁操作简单ꎮ上述诸多优势使得荧光探针成为当前研究的热点ꎬ并广泛应用于生物医学和分析化学等领域[６]ꎮ荧光探针大致可分为有机荧光探针和无机荧光探针ꎮ与有机荧光探针相比ꎬ无机量子点具有高荧光量子产率㊁荧光发射光谱可调㊁多种荧光颜色可视性的优点ꎮ用于检测Ｃｕ２＋的量子点荧光探针较多ꎬ如ＣｄＸ(Ｘ代表Ｔｅ㊁Ｓｅ㊁Ｓ)[７]㊁ＺｎＳ㊁Ｃ[８]和Ａｕ量子点[９]等ꎮ根据光谱特性ꎬ量子点荧光探针可分为基于单一荧光峰强度变化的普通荧光探针和基于两个发射峰相对强度的比率荧光探针[１０]ꎻ根据结构ꎬ量子点可分为单晶体型㊁核壳型和混晶型等[１１－１３]ꎮ量子点检测Ｃｕ２＋有Ｔｕｒｎ￣ｏｆｆꎬＯｆｆ￣ｏｎ两种方式ꎮ本文首先制备疏基乙酸封端的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳型量子点ꎬ并通过Ｘ射线衍射仪(ＸＲＤ)㊁透射电子显微镜(ＴＥＭ)和光致发光光谱(ＰＬ)对其进行表征ꎻ然后以该量子点作为Ｃｕ２＋浓度检测探针ꎬ基于Ｔｕｒｎ￣ｏｆｆ模式定量检测水溶液中Ｃｕ２＋的浓度ꎻ最后使用该荧光探针对自来水样品中的Ｃｕ２＋浓度进行检测ꎮ１㊀实验部分１.１㊀实验试剂疏基乙酸(ＴＧＡ)㊁硼氢化钠(ＮａＢＨ４)㊁氯化镉(ＣｄＣｌ２ ２.５Ｈ２Ｏ)㊁硫化钠(Ｎａ２Ｓ ９Ｈ２Ｏ)和各种金属离子标准溶液(Ｋ＋㊁Ｎａ＋㊁Ｍｇ２＋㊁Ｂａ２＋㊁Ａｌ３＋㊁Ｍｎ２＋㊁Ｆｅ３＋㊁Ｃａ２＋㊁Ｐｂ２＋㊁Ｃｕ２＋㊁Ｚｎ２＋㊁Ｃｄ２＋)ꎬ均购自国药集团化学试剂有限公司ꎻ盐酸(ＨＣｌ)㊁三羟甲基氨基甲烷(Ｔｒｉｓ)ꎬ购自阿拉丁试剂(上海)有限公司ꎮ所有试剂均为分析纯ꎮ１.２㊀实验仪器透射电子显微镜(Ｆ２００Ｘ型ꎬ赛默飞世尔科技公司)ꎻ高灵敏稳瞬态荧光光谱仪(ＦＬ３Ｃ￣１１１ＴＣ￣ＳＰＣ型ꎬ堀场仪器(上海)有限公司)ꎻＸ射线衍射仪(Ｄ/ＭＡＸ２５００Ｖ型ꎬ日本理学公司)ꎻ傅里叶红外光谱仪(ＮｉｃｏｌｅｔｉＳ２０型ꎬ赛默飞世尔科技公司)ꎮ１.３㊀ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳量子点的制备采用液相反应法[１４]制备ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳量子点ꎮ向三颈烧瓶中通氮气３０ｍｉｎ后ꎬ分别加入一定量的单质Ｓｅ㊁ＮａＢＨ４和１０ｍＬ超纯水ꎬ剧烈搅拌后得到无色澄清的ＮａＨＳｅ溶液ꎮ称取一定量的ＣｄＣｌ２溶解于１００ｍＬ超纯水中ꎬ然后加入一定体积的ＴＧＡꎬ再加入１ｍｏｌ/Ｌ的ＮａＯＨ溶液调节ｐＨ为１１ꎬ再通入氮气３０ｍｉｎ以排除氧气ꎮ将配制好的ＮａＨＳｅ溶液快速转移至ＣｄＣｌ２混合溶液中ꎬ边通氮气边剧烈搅拌ꎬ升温至８０ħ加热回流３０ｍｉｎꎬ得到ＣｄＳｅ溶液ꎮ待其冷却至室温后ꎬ按照ＣｄＳｅ和ＣｄＳ物质的量比为１ʒ１配制一定量的ＣｄＣｌ２和Ｎａ２Ｓ溶液ꎬ在剧烈搅拌下逐滴加入ＣｄＳｅ溶液中ꎬ将反应体系升温至８０ħ并回流３０ｍｉｎ后制备得到ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳结构的量子点ꎮ使用无水乙醇洗涤量子点ꎬ离心３次后重新分散于超纯水中待用ꎮ１.４㊀量子点检测Ｃｕ２＋的浓度将３００μＬ的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点溶液㊁２.４ｍＬ的Ｔｒｉｓ￣ＨＣｌ缓冲液(浓度为１０ｍｍｏｌ/ＬꎬｐＨ为９.０)㊁３００μＬ的Ｃｕ２＋溶液混合后静置１０ｍｉｎꎬ再采用３９７ｎｍ波长近紫外光激发ꎬ检测其发射的荧光强度ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀量子点的表征测试得到ＣｄＳｅ和ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的ＸＲＤ图谱ꎬ如图１所示ꎮ图１㊀ＣｄＳｅ和ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的ＸＲＤ图２６沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷㊀㊀由图１可见ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的ＸＲＤ谱线在衍射角２５.８ʎ㊁４３.２ʎ和５０.５ʎ三个位置出现清晰的衍射峰ꎬ峰位介于立方ＣｄＳｅ和ＣｄＳ的(１１１)㊁(２２０)和(３１１)晶面的特征峰之间ꎬ说明ＣｄＳｅ的内核与ＣｄＳ包层之间存在相互作用力ꎬ使晶格参数发生变化ꎬ从而使其衍射峰位产生偏移ꎮ在ＣｄＳｅ外延生长ＣｄＳ的纳米颗粒中也观察到类似的衍射峰[１５]ꎮ此外ꎬ与ＣｄＳ和ＣｄＳｅ晶体相比ꎬ这些衍射峰出现明显宽化的现象ꎬ反映出所制备ＣｄＳｅ/ＣｄＳ样品的量子点特征ꎮ采用透射电子显微镜/能谱仪(ＴＥＭ/ＥＤＳ)对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点进行分析ꎬ结果如图２所示ꎮ图２㊀ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的ＴＥＭ/ＥＤＳ分析㊀㊀由图２(ａ)可见ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点显示出良好的分散性ꎬ单个粒子接近球形ꎮ根据量子点统计数据(图２(ａ)中粒径分布插图)可知ꎬ量子点的平均粒径约为２.４ｎｍꎮ图２(ｂ)中晶格条纹清晰ꎬ晶面间距为０.２１８ｎｍꎬ对应ＣｄＳｅ的(２２０)晶面ꎬ证明产物中存在ＣｄＳｅꎻ在量子点晶格内部及边缘ꎬ没有观察到明显的晶格畸变ꎬ说明ＣｄＳ与ＣｄＳｅ具有很好的晶格匹配性ꎬＣｄＳｅ表面可能外延生长出ＣｄＳ层ꎮ由图２(ｃ)可视区域内个别较大量子点的能谱分析结果可以观察到ꎬＣｄ㊁Ｓ㊁Ｓｅ元素分布较为均匀ꎬＳ元素分布于量子点团聚体的整个投影区域ꎬ而Ｓｅ元素倾向于分布在投影区域的内部ꎬ分布面积明显小于Ｓ元素ꎬ表明合成物质为ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳结构的量子点ꎮＣｄＳｅ和ＣｄＳｅ/ＣｄＳ的吸收光谱与荧光光谱如图３所示ꎮ图３㊀ＣｄＳｅ与ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点吸收光谱和荧光光谱㊀㊀由图３可以看出ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ的吸收峰相较于ＣｄＳｅ有少许蓝移ꎬ相同的现象也发生于其荧光光谱中ꎮ这是由于在ＣｄＳｅ表面外延生长形成ＣｄＳ壳层所致ꎮ此外ꎬ图３(ｂ)中ＣｄＳｅ/ＣｄＳ的荧光强度远远高于ＣｄＳｅ的强度ꎬ这是由于ＣｄＳ壳层对ＣｄＳｅ核粒子的表面缺陷进行了修饰ꎬ减少了ＣｄＳｅ禁带结构中的缺陷能级数量ꎬ提高了ＣｄＳｅ３６第１期㊀㊀㊀汪登鹏等:ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针检测Ｃｕ２＋激子复合发光的强度[１５]ꎮ２.２㊀荧光检测条件的优化按１.４中实验方法ꎬ采用ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点检测Ｃｕ２＋浓度ꎬ改变静置反应时间ꎬ测得不同反应时间下ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度及Ｃｕ２＋诱使ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光淬灭ꎬ结果如图４所示ꎮ图中纵坐标为荧光强度比Ｉ/Ｉ０ꎬＩ表示添加Ｃｕ２＋时量子点的荧光强度ꎬＩ０表示不添加Ｃｕ２＋时量子点的荧光强度ꎮ图４㊀反应时间对荧光强度的影响㊀㊀由图４可见ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度随时间变化不明显ꎬ说明其荧光稳定性较好ꎮ加入Ｃｕ２＋后ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光淬灭反应迅速ꎬ５ｍｉｎ后荧光强度保持稳定ꎬ说明５ｍｉｎ后Ｃｕ２＋与ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的反应基本完全ꎬ荧光淬灭效果接近最大值ꎮ故适宜的静置反应时间为５ｍｉｎꎮ溶液的ｐＨ不同可能会影响量子点的荧光强度ꎬ也可能会影响检测物质的灵敏度和选择性[１６]ꎮＴＧＡ封端的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点在ｐＨ较低的缓冲液中荧光几乎完全猝灭ꎬ并形成沉淀[１７]ꎮ如果ｐＨ过高ꎬＣｕ２＋会与溶液中的ＯＨ－发生化学反应ꎬ形成沉淀ꎬ进而影响检测的灵敏度ꎮ因此ꎬ本文考察溶液ｐＨ在５.５~１０.７的范围内变化时对实验结果的影响ꎮ测得不同ｐＨ下的ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光强度及Ｃｕ２＋诱使ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光淬灭ꎬ结果如图５所示ꎮ由图５可以看出:当溶液的ｐＨ较小时ꎬ由于量子点表面的硫醇基团不太稳定ꎬ不能保持较高的荧光强度ꎻ随着ｐＨ增大ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度逐渐增大并趋于稳定ꎬ当ｐＨ为８.０时ꎬ荧光强度接近最大值ꎬ此时Ｃｕ２＋诱使量子点荧光淬灭效率基本达到最高ꎮ故选择适宜的ｐＨ为８.０ꎮ图５㊀ｐＨ对荧光强度的影响２.３㊀ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋的荧光响应特性㊀㊀ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋具有灵敏的荧光响应特性ꎬ测得不同Ｃｕ２＋浓度下的荧光光谱及荧光淬灭率(１－Ｉ/Ｉ０４６沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷图６㊀Ｃｕ２＋对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光淬灭效应㊀㊀由图６(ａ)可见ꎬ随着Ｃｕ２＋浓度的增加ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度逐渐下降ꎮ在Ｃｕ２＋浓度为６０μｍｏｌ/Ｌ的情况下ꎬ荧光猝灭率达到９２.７％ꎮ由图６(ｂ)可知ꎬＣｕ２＋浓度对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光强度的影响可以由两段线性关系表示ꎬ分别如图６(ｃ)和图６(ｄ)所示ꎮ由图６(ｃ)的拟合结果可知ꎬＣｕ２＋浓度(Ｃ(Ｃｕ２＋))在０.５~７μｍｏｌ/Ｌ范围内时ꎬ(１－Ｉ/Ｉ０)与Ｃ(Ｃｕ２＋)的线性关系为１－Ｉ/Ｉ０＝０.００８８２＋０.０７９４３Ｃ(Ｃｕ２＋)(１)线性相关系数Ｒ２＝０.９６９ꎮ由图６(ｄ)的拟合结果可知ꎬＣ(Ｃｕ２＋)在７~６０μｍｏｌ/Ｌ范围内时ꎬ(１－Ｉ/Ｉ０)与Ｃ(Ｃｕ２＋)的线性关系为１－Ｉ/Ｉ０＝０.４５６３７＋０.００７６２Ｃ(Ｃｕ２＋)(２)线性相关系数Ｒ２＝０.９８９ꎮ浓度检测限(ＬｉｍｉｔｏｆＤｅｔｅｃｔｉｏｎꎬＬＯＤ)计算公式为[１８]ＬＯＤ＝３δ/Ｋ(３)式中:δ为空白样１１次检测值的标准偏差ꎻＫ为标准曲线的斜率ꎮ根据式(３)计算得到体系对Ｃｕ２＋浓度的检测限为０.０６μｍｏｌ/Ｌꎬ本方法的检测限低于文献[１９－２１]的研究结果ꎮ采用不同配体的量子点检测Ｃｕ２＋浓度的方法比较如表１所示ꎮ表１㊀使用量子点测量Ｃｕ２＋浓度的方法比较量子点材料配体浓度检测限/(μｍｏｌ Ｌ－１)ＣｄＳ[１９]甘油三酯０.１ＣｄＳ[２０]肽０.５ＣｄＳ[２１]半胱氨酸１.５ＣｄＳｅ/ＣｄＳ(本文)ＴＧＡ０.０６２.４㊀荧光检测Ｃｕ２＋的选择性采用ＣｄＳｅ/ＣｄＳ荧光探针在最佳条件下对Ｃｕ２＋进行荧光检测ꎬ通过与其他１１种金属离子(即Ｋ＋㊁Ｎａ＋㊁Ｍｇ２＋㊁Ｂａ２＋㊁Ａｌ３＋㊁Ｍｎ２＋㊁Ｆｅ３＋㊁Ｃａ２＋㊁Ｐｂ２＋㊁Ｃｄ２＋㊁Ｚｎ２＋)相比较ꎬ评估ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点体系对Ｃｕ２＋的选择性ꎮ其中ꎬ添加Ｃｕ２＋的浓度为５０μｍｏｌ/Ｌꎬ其他离子浓度取为Ｃｕ２＋浓度的１０倍ꎮ各种离子对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ荧光探针荧光强度的影响如图７所示ꎮ图７㊀各种离子对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ荧光探针荧光强度的影响㊀㊀由图７可以看出ꎬ除Ｃｕ２＋以外的其他金属离子对ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光强度影响不大ꎬ说明ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋的检测具有高选择性ꎮ２.５㊀荧光淬灭机理分析物与荧光探针之间发生荧光淬灭反应的机理主要有静态淬灭和动态淬灭两种[２２]ꎮ静态淬灭认为分析物与荧光探针的基态荧光分子发生反应形成非荧光体ꎻ动态淬灭认为荧光淬灭与扩散过程有关ꎬ是分析物与处于激发态的荧光分子之间发生碰撞ꎬ释放热能ꎬ使得荧光体无辐射跃迁至基态ꎬ从而导致荧光淬灭ꎮ静态荧光淬灭过程会形成非荧光体ꎬ因此其反应前后的紫外－可见吸收光谱会发生改变ꎬ但反应前后的荧光寿命不发生改变ꎻ动态荧光淬灭与静态荧光淬灭特征相反ꎬ其反应前后紫外－可见吸收光谱不变ꎬ但荧光寿命会发生变化ꎮ不同Ｃｕ２＋浓度下ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的紫外－可见吸收光谱如图８所示ꎮ添加Ｃｕ２＋和不添加Ｃｕ２＋时ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光寿命谱图如图９所示ꎮ由图８可见ꎬ添加不同浓度Ｃｕ２＋后ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的紫外－可见吸收光谱没有明显变化ꎮ由图９可见ꎬ添加Ｃｕ２＋后ꎬ量子点的寿命明５６第１期㊀㊀㊀汪登鹏等:ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针检测Ｃｕ２＋显减小ꎮ因此ꎬＣｕ２＋导致ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光淬灭的机理为动态淬灭ꎮ图８㊀不同Ｃｕ２＋浓度下ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的紫外－可见吸收光谱图９㊀添加和不添加Ｃｕ２＋时ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点的荧光寿命谱图２.６㊀实际水样中Ｃｕ２＋浓度的检测为评估ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针对检测Ｃｕ２＋的实用性与可靠性ꎬ采用实际水样(自来水)进行检测实验ꎮ选取三种不同Ｃｕ２＋浓度水平(１０㊁２０㊁３０μｍｏｌ/Ｌ)的自来水样品ꎬ每个样品检测三次取平均值ꎬ检测结果如表２所示ꎮ表中回收率为Ｃｕ２＋浓度的检测值与实际值之比ꎬ相对标准偏差为标准偏差与平均值之比ꎬ反映Ｃｕ２＋检测的精度ꎮ表２㊀自来水样品中实际Ｃｕ２＋浓度与检测值的比较样品实际浓度/(μｍｏｌ Ｌ－１)检测值/(μｍｏｌ Ｌ－１)回收率/％相对标准偏差/％５４.８８９７.６２.８自来水１０１０.４５１０４.５２.５２０２０.３２１０１.６３.８㊀㊀由表２可看出ꎬ各样品的回收率均接近１００％ꎮ自来水中可能存在多种阳离子ꎬ如Ｎａ＋㊁Ｃａ２＋㊁Ｍｇ２＋㊁Ｍｎ２＋等ꎬ本文实际水样测定结果表明ꎬ这些金属离子的存在不会干扰Ｃｕ２＋的检测ꎬ再次证明了ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针对检测Ｃｕ２＋的实用性与可靠性ꎮ３㊀结论(１)采用溶液反应法成功合成了ＣｄＳｅ/ＣｄＳ核壳结构量子点荧光探针ꎮ基于Ｔｕｒｎ￣ｏｆｆ模式利用ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点检测水介质中的Ｃｕ２＋ꎬ在Ｃｕ２＋浓度为６０μｍｏｌ/Ｌ的情况下ꎬ荧光猝灭率达到９２.７％ꎮ(２)确定最优检测条件为:反应时间５ｍｉｎꎬ溶液ｐＨ为８.０ꎮ确定了荧光淬灭率与Ｃｕ２＋浓度间的分段线性关系ꎮ(３)紫外－可见吸收光谱和荧光寿命测试结果表明ꎬＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋的荧光淬灭为动态淬灭机制ꎮ(４)对自来水样品中Ｃｕ２＋浓度的检测值与实际浓度的相对标准偏差不超过４％ꎬ且回收率较高ꎮＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋的检测具有高选择性ꎬ干扰离子的存在几乎不影响ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点对Ｃｕ２＋荧光响应的灵敏度ꎮ参考文献:[１]ＺＨＡＮＧＸＹꎬＺＨＡＮＧＭꎬＬＩＵＨꎬｅｔａｌ.Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ:ａｐｒｅｓｓｉｎｇｃｈａｌｌｅｎｇｅｔｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓ[Ｊ].ＣｕｒｒｅｎｔＯｐｉｎｉｏｎｉｎＥｎｖｉｒｏｎ￣ｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｈｅａｌｔｈꎬ２０１９ꎬ１２:１－５.[２]ＳＭＩＣＨＯＷＳＫＩＰꎬＬＯＮＤＯＮＩＯＡ.Ｔｈｅｒｏｌｅｏｆａｎａｌｙｔｉ￣ｃａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｓａｎｄｍｅｔ￣ａｌｌｏｉｄｓｉｎｄｉｅｔａｒｙｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｓ:ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].Ｍｉｃｒｏ￣ｃｈｅｍｉｃａｌＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１８ꎬ１３６:１１３－１２０.[３]ＨＡＲＩＢＡＬＡꎬＨＵＢＴꎬＷＡＮＧＣＧꎬｅｔａｌ.ＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｏｉｌａｒｏｕｎｄｕｒａｎｉｕｍｍｉｎｉｎｇａｒｅａｏｆＴｏｎｇｌｉａｏꎬＣｈｉｎａ[Ｊ].ＥｃｏｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳａｆｅｔｙꎬ２０１６ꎬ１３０:１８５－１９２.[４]ＬＥＥＷꎬＫＩＭＨꎬＫＡＮＧＹꎬｅｔａｌ.Ａｂｉｏｓｅｎｓｏｒｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｍｅｔａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｅｎｈａｎｃｅｄｇｒｅｅｎｆｌｕｏｒｅｓ￣ｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎ[Ｊ].Ｓｅｎｓｏｒｓꎬ２０１９ꎬ１９(８):１８４６.６６沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷[５]ＢＩＡＮＷꎬＷＡＮＧＦꎬＺＨＡＮＧＨꎬｅｔａｌ.ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｕｓｉｎｇｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌＣｄＴｅ/ＺｎＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ３０(７):１０６４－１０７０.[６]ＰＡＲＫＳＨꎬＫＷＯＮＮꎬＬＥＥＪＨꎬｅｔａｌ.Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒａｔｉｏ￣ｍｅｔｒｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｓｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｉｏｎｓ[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙＲｅｖｉｅｗｓꎬ２０２０ꎬ４９(１):１４３－１７９. [７]蔡朝霞ꎬ阮晓娟ꎬ石宝琴ꎬ等.水溶性ＣｄＳｅ量子点的合成及其作为荧光探针对大肠杆菌的快速检测[Ｊ].分析试验室ꎬ２０１１ꎬ３０(３):１０７－１１０. [８]孙雪花ꎬ张锦婷ꎬ郝都婷ꎬ等.基于Ａｇ＋修饰氮掺杂碳量子点用于组氨酸的荧光开启检测[Ｊ].分析试验室ꎬ２０２１ꎬ４０(４):３９９－４０３.[９]ＡＬＤＥＷＡＣＨＩＨꎬＣＨＡＬＡＴＩＴꎬＷＯＯＤＲＯＯＦＥＭＮꎬｅｔａｌ.Ｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ￣ｂａｓｅｄｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ[Ｊ].Ｎａｎｏｓｃａｌｅꎬ２０１７ꎬ１０(１):１８－３３.[１０]李亚楠ꎬ王俊平.基于双发射免标记核酸探针的比率型荧光传感器用于银的检测[Ｊ].分析试验室ꎬ２０２０ꎬ３９(１):１２－１６.[１１]ＷＡＮＧＪꎬＪＩＡＮＧＣＸꎬＷＡＮＧＸＱꎬｅｔａｌ.Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆａｎ"ｉｏｎ￣ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ"ｄｕａｌ￣ｅｍｉｓｓｉｏｎｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｎａ￣ｎｏｈｙｂｒｉｄｆｏｒｓｅｌｅｃｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｔｕｒｎ￣ｏｎａｎｄｒａｔｉｏ￣ｍｅｔｒｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃａｄｍｉｕｍｉｏｎｓ[Ｊ].Ａｎａｌｙｓｔꎬ２０１６ꎬ１４１(２０):５８８６－５８９２.[１２]吕俊杰ꎬ董小绮ꎬ孟鑫ꎬ等.Ｍｎ掺杂ＺｎＳ/ＺｎＳ核壳量子点磷光猝灭法测定铜离子[Ｊ].分析试验室ꎬ２０１９ꎬ３８(３):３２１－３２５.[１３]ＣＡＯＹＷꎬＷＡＮＧＣꎬＺＨＵＢＨꎬｅｔａｌ.Ａｆａｃｉｌｅｍｅｔｈ￣ｏｄｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｈｉｇｈ￣ｑｕａｌｉｔｙＣｄＳｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｆｏｒｌａｒｇｅａｎｄｔｕｎａｂｌｅｎｏｎｌｉｎｅａｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ[Ｊ].ＯｐｔＭａｔｅｒꎬ２０１７ꎬ６６:５９－６４.[１４]张梦亚ꎬ高兵ꎬ柳翠ꎬ等.Ｌ￣半胱氨酸修饰ＣｄＴｅ与ＣｄＴｅ/ＣｄＳ量子点的水相合成与表征[Ｊ].稀有金属材料与工程ꎬ２０１６ꎬ４５(Ｓ１):５５４－５５９.[１５]沈嘉林ꎬ李玲ꎬ沈水发.ＣｄＳｅ＠ＣｄＳ核－壳结构量子点的微乳水热法制备[Ｊ].功能材料与器件学报ꎬ２０１９ꎬ２５(２):８２－８７.[１６]ＢＩＡＮＷꎬＷＡＮＧＦꎬＺＨＡＮＧＨꎬｅｔａｌ.ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｕ２＋ｕｓｉｎｇｃｏｒｅ￣ｓｈｅｌｌＣｄＴｅ/ＺｎＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ３０(７):１０６４－１０７０.[１７]ＸＵＨꎬＭＩＡＯＲꎬＦＡＮＧＺꎬｅｔａｌ.Ｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ￣ｂａｓｅｄ"ｔｕｒｎ￣ｏｎ"ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｚｉｎｃａｎｄｃａｄｍｉｕｍｉｏｎｓｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉａ[Ｊ].ＡｎａｌｙｔｉｃａＣｈｉｍｉ￣ｃａＡｃｔａꎬ２０１０ꎬ６８７(１):８２－８８.[１８]ＭＡＮＪＵＢＡＡＳＨＩＮＩＮꎬＴＨＡＮＧＡＤＵＲＡＩＴＤꎬＢＨＡＲＡＴＨＩＧꎬｅｔａｌ.Ｒｈｏｄａｍｉｎｅｃａｐｐｅｄｇｏｌｄｎａｎｏｐａｒ￣ｔｉｃｌｅｓｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＣｒ３＋ｉｏｎｉｎｌｉｖｉｎｇｃｅｌｌｓａｎｄｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅꎬ２０１８ꎬ２０２:２８２－２８８.[１９]ＣＨＥＮＹＦꎬＲＯＳＥＮＺＷＥＩＧＺ.ＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＣｄＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓｓｅｌｅｃｔｉｖｅｉｏｎｐｒｏｂｅｓ[Ｊ].ＡｎａｌＣｈｅｍꎬ２００２ꎬ７４(１９):５１３２－５１３８.[２０]ＧＡＴＴÁＳ￣ＡＳＦＵＲＡＫＭꎬＬＥＢＬＡＮＣＲＭ.Ｐｅｐｔｉｄｅ￣ｃｏａｔｅｄＣｄＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒ(ＩＩ)ａｎｄｓｉｌｖｅｒ(Ｉ)[Ｊ].ＣｈｅｍＣｏｍｍｕｎꎬ２００３(２１):２６８４－２６８５.[２１]ＢＯＯＮＭＥＣꎬＮＯＩＰＡＴꎬＴＵＮＴＵＬＡＮＩＴꎬｅｔａｌ.Ｃｙｓ￣ｔｅａｍｉｎｅｃａｐｐｅｄＣｄＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒｉｏｎｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔａｎｄｌｏｎｇ￣ｗａｖｅｓｐｅｃｔｒａｌｓｈｉｆｔｓ[Ｊ].ＳｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａＰａｒｔＡ:ＭｏｌｅｃｕｌａｒａｎｄＢｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙꎬ２０１６ꎬ１６９:１６１－１６８. [２２]甘晓娟ꎬ刘绍璞ꎬ刘忠芳ꎬ等.某些芳香族氨基酸作探针荧光猝灭法测定安乃近及其代谢产物[Ｊ].化学学报ꎬ２０１２ꎬ７０(１):５８－６４.(责任编辑:宋颖韬)７６第１期㊀㊀㊀汪登鹏等:ＣｄＳｅ/ＣｄＳ量子点荧光探针检测Ｃｕ２＋。
基于碳量子点的Cu^(2+)检测的创新实验设计
·实验教学·基于碳量子点的Cu 2+检测的创新实验设计肖雪春，王毓德，王莉红，黄 强，董成军，管洪涛，胡剑巧，钱 伟（云南大学 材料与能源学院，昆明 650091）摘要：以谷氨酸为碳源，采用一步水热法制备碳量子点并将其制成检测试纸。
通过检测试纸与溶液中金属铜离子的荧光增强作用，从而快速定性地检测出Cu 2+的浓度，该检测试纸具有良好的抗干扰性和选择性。
该实验从材料合成到应用的完整流程，有利于材料专业相关学生对于材料合成方法、相关表征手段的认识，有利于激发学生在实验教学活动中的学习热情，掌握相关的专业知识。
关 键 词：碳量子点；荧光检测；Cu 2+离子；创新实验中图分类号：G642.0 文献标志码：A DOI: 10.12179/1672-4550.20200003Innovative Experimental Design of Test for Cu 2+Based onCarbon Quantum DotsXIAO Xuechun, WANG Yude, WANG Lihong, HUANG Qiang, DONG Chengjun,GUAN Hongtao, HU Jianqiao, QIAN Wei（School of Materials and Energy, Yunnan University, Kunming 650091, China ）Abstract: Carbon quantum dots are prepared by one-pot hydrothermal method to make reagent paper using glutamic acid as carbon source. The fluorescence enhancement of reagent paper and metal copper ion in solution is applied to quickly and qualitativelydetect the concentration of Cu 2+, indicating good anti-interference and selectivity of the reagent paper. From the complete process from material synthesis to application in this experiment, students majoring in materials science can enhance their understanding of material synthesis method and characterized means, stimulate their learning enthusiasm in experimental teaching activities and master the related professional knowledge.Key words: carbon quantum dots; fluorescence detection; Cu 2+ions; innovative experiment随着工业的发展，直接或间接导致环境中重金属含量不断提升，重金属污染的问题日渐突出。
ZnS∶Mn量子点作为荧光离子探针测定痕量铜(Ⅱ)
ZnS∶Mn量子点作为荧光离子探针测定痕量铜(Ⅱ)戚丽;吴芳英【摘要】采用油相法合成了锰掺杂硫化锌(ZnS:Mn)半导体纳米晶,以水杨醛席夫碱与其进行配体交换,将席夫碱修饰于纳米晶表面.在优化的实验条件下,铜离子的加入使ZnS:Mn荧光出现强烈的猝灭作用.体系荧光强度的降低与Cu2+浓度呈现良好的线性关系,据此建立了测定Cu2+的新方法,其线性范围为2.50×10-7～6.25×10-5 mol·L-1,线性校正方程为1-F/F0=-9.21×10-3+1.60×105 C2+Cu,回归系数r=0.992,检测限为1.11×10-7 mol· L-1.本方法应用于自来水中Cu2+的测定,结果满意.%Mn-doped ZnS nanocrystals are synthesized via colloidal synthetic technique and capped with Schiff base using ligand exchange. The presence of copper ion results in fluorescence quench of quantum dot. A good linear relationship exists in the concentration range from 2. 50 X10~7 mol ? L"1 to 6. 25 X 10~5 mol ? L~' and the detection limit is1.11X10"7 mol ? L"1. The proposed method was used to the determination of Cu2+ in the tap water with the recovery 91%-105%.【期刊名称】《南昌大学学报（理科版）》【年(卷),期】2012(036)001【总页数】4页(P50-53)【关键词】ZnS:Mn;量子点;Cu2+;荧光猝灭【作者】戚丽;吴芳英【作者单位】南昌大学化学系,江西南昌 330031;南昌大学化学系,江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】O657铜是人体必需的微量元素，许多生物酶都依赖于铜元素的反应来激发其生物活性，从而完成它在生物体中对新陈代谢过程的催化作用［1－2］。
荧光猝灭法测定痕量NO_2^-
荧光猝灭法测定痕量NO_2^-
李芳;孙向英
【期刊名称】《分析试验室》
【年(卷),期】2008(27)7
【摘要】在HCl介质中,NO2-与5-氨基-1,2,3,4-四氢-1,4酞嗪二酮(ATPD)发生亚硝化反应,使ATPD的荧光猝灭,且其荧光猝灭程度与NO2-量呈线性关系,从而建立了测定痕量NO2-的新方法。
该法线性范围为0.067~1.172μg/mL,方法检出限为0.70μg/L。
本法已用于雨水中痕量NO2-的测定。
【总页数】3页(P46-48)
【关键词】NO2ˉ;5-氨基-1;2;3;4-四氢-1;4酞嗪二酮;荧光猝灭法
【作者】李芳;孙向英
【作者单位】华侨大学材料学院
【正文语种】中文
【中图分类】O657.3
【相关文献】
1.荧光红-曙红Y能量转移荧光猝灭法测定痕量锌 [J], 贺元文;吕昌银;宋鸿志
2.5-溴水杨基荧光酮-曲拉通x-100-羟丙基-β-环糊精荧光猝灭法测定痕量锰 [J], 高金霞;赵福阳;刘嘉祺;李淼晶;崔新宇
3.荧光猝灭法测定痕量镉—四碘合镉罗丹明S—聚乙烯醇荧光猝灭体系的研究 [J], 王钢;何应律
4.表面活性剂单分子猝灭效应——荧光猝灭法测定痕量铜 [J], 尤进茂;朱庆存
5.4-氨基-N-丁基-1,8-萘酰亚胺荧光猝灭法测定NO_2^-的研究 [J], 刘羽萍;翟马跃;梁淑彩;王丽;鄢国平
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一种新型CdTe量子点关于测定铜离子的研究
量子点的表面，消除非辐射复合而使其荧光发射量子 效率达到 ５０％ 以上［６］，Ｉｓａｒｏｖ 等发现当加入铜离子后， 在ＣｄＳ量子点表面会形成一层Ｃｕ Ｓ（ｘ＝１，２）或者单纯的
ｘ
Ｃｕ＋ 将导致量子点的荧光发生淬灭［７－８］。这些研究都表 明了量子点的荧光性质与其表面状态紧密相关，这是 由于量子点中的 １５％ 以上的原子都处于表面（对于粒 径小于 １ｎｍ 的的量子点，其中原子 １００％ 位于表面）所 致［９］。Ｒｏｓｅｎｚｗｅｉｇ 等首次提出了 ＣｄＳ 量子点作为荧光 探针在选择性检测 Ｃｕ２＋ 的一种新方法［１０］，王伦［１１］，王
２．２．２ 缓冲溶液的选择 为了得到最佳的检测效果，本实验分别考察了
发射峰位在 ６０５ｎｍ 的 ＣｄＴｅ 量子点在同一 ｐＨ 值（即 ｐＨ＝６．２）的不同缓冲体系下的发光强度。如图 ３ 所 示，ＣｄＴｅ 量子点在 Ａ（磷酸盐）缓冲溶液中发射最强， 在柠檬酸缓冲溶液中次之，在醋酸盐缓冲溶液中最
１５
研究报告 弱。因而后续实验均以磷酸盐缓冲溶液中进行。
去体系中的空气，氩气保护下待用；称取 ０．０１２８ｇＴｅ
粉和 ０．１２ｇ ＫＢＨ４ 加入到小瓶中，加 １ｍｌ 超纯水，冰
浴下反应至溶液澄清（约 １ ０ ｈ ），然后把该澄清液
迅速倒入氩气保护下的三口烧瓶中，此时溶液呈现鲜
艳的红色，加热至 １００℃恒温反应。在反应后不同时
间内分别取出一部分，分别放入透析袋中，置于盛有
取 １ｍｌ 上述量子点溶液加入到 １０ｍｌ 的容量瓶
中，然后加入一定量的硫酸铜晶体，定容后放置
１ ０ ｍ ｉ ｎ ，用荧光光谱仪测定其荧光强度（荧光
强 度 （ 记 为 Ｆ ０ ）。
２ 结果与讨论
ｐ Ｈ 值的变化关系图，由图可见，随着 ｐ Ｈ 值的逐渐 降低，ＣｄＴｅ 量子点的发射强度逐渐增强，当 ｐＨ 值 为 ６．２ 时，发射强度达到最大值，随着 ｐＨ 值的进一 步降低，量子点的发射峰强逐渐减弱。这是因为当 ｐＨ 值从碱性减至 ６．２ 的过程中，在量子点的表面形成 了一层 Ｃｄ－ＳＲ 的复合物，这一复合物包覆在量子点 的表面使其进一步钝化，因而量子效率有所增加， 当 ｐＨ 值进一步降低时，由于巯基试剂的质子化，破 坏了上述 Ｃｄ－ＳＲ 这种复合物的平衡关系，因而量子 点的量子效率开始下降［１３］。为确保实验灵敏度，本 文在后续实验中均在此 ｐＨ 值为 ６．２ 下进行。
荧光猝灭法快速测定天然水中的痕量铜
荧光猝灭法快速测定天然水中的痕量铜马飞;李芳;刘伟;范耀耀;周日照;冯选妮;贾文平【摘要】A new fluorescence quenching method for rapid determination of trace copper ions in natural water is developed based on the fluorescence quenched of 2-salicyloylhydrazone propionic acid (SHPA) by Cu2+. The experimental results showed that the linear relationship between the fluorescence quenching effect of SHPA and the concentration of Cu2 + is good in neutral aqueous solution. The correlation coefficient ( r) and the linear range are 0. 997 4 and (0.7 -9. 3) |xmol/L respectively with the detection limit of 0. 36 |xmol/L. The method has been applied to determination of Cu2+ in the simulated natural water samples with 2.41% RSD.%利用Cu2+对2-水杨酰腙丙酸(SHPA)荧光的猝灭作用,建立了快速测定天然水中痕量铜的新方法.实验结果表明,在中性介质中,SHPA的荧光强度与Cu2+的浓度呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.997 4,Cu2+的检出限为0.36 μmol/L,线性范围为(0.7-9.3) μmol/L.本方法用于模拟天然水水样中Cu2+的测定,RSD=2.41％.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)034【总页数】3页(P8564-8566)【关键词】2-水杨酰腙丙酸;荧光猝灭;铜;天然水【作者】马飞;李芳;刘伟;范耀耀;周日照;冯选妮;贾文平【作者单位】台州学院医药化工学院,临海317000;台州学院医药化工学院,临海317000;台州学院医药化工学院,临海317000;台州学院医药化工学院,临海317000;台州学院医药化工学院,临海317000;台州学院医药化工学院,临海317000;台州学院医药化工学院,临海317000【正文语种】中文【中图分类】O657.31铜是人体必需的微量元素，也是一些重要酶的组成成分或与酶的活性有关［1］。
检测痕量Hg2＋的量子点荧光传感器系统设计
检测痕量Hg2＋的量子点荧光传感器系统设计罗伟;曾新华;李淼;郑守国;李华龙;翁士状;王绍祺【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2015(000)011【摘要】针对当前痕量 Hg2＋检测大多是借助于大型化学分析仪器在实验室条件下完成而无法满足现场检测需求的现状，基于量子点荧光淬灭原理设计了一种反射式痕量Hg2＋检测传感器，主要包括荧光感知和电信号处理两个模块。
荧光感知模块主要由激光光源、光路准直及光电探测器构成，实现了荧光信号的激发和感知。
电信号处理模块完成了对感知信号放大滤波等处理，最终在linux系统的QT界面中显示 Hg2＋浓度。
该传感器系统实现了仪器的小型化与低成本。
试验表明Hg2＋浓度在15.0×10－9～1.8×10－6 mol・L －1范围内，传感器检测结果具有很好的线性关系，回归拟合方程为V0／V＝1.30913＋3.37c ，其中 c为 Hg2＋浓度，单位为μmol・L －1；V0为空白检测值，单位为mV），线性度为0.98926。
离子抗干扰实验中，Ca2＋，Mn2＋， Pb2＋对Hg2＋检测结果有微弱影响（4％～7％），其他常见离子的影响（＜3％）可以忽略，表明传感器具有优越的选择性。
传感器响应时间为35 s ，并具有良好的重复性和选择性，实现了痕量Hg2＋的现场快速有效检测。
%The detection of Hg2+ ions usually requires large laboratory equipment ,which encounters difficul‐ties for rapid field test in most applications .In this paper ,we design a reflective sensor for trace Hg2+ analysis based on the fluorescent quenching of Quantumdots ,which contains two major modules ,i .e .the fluorescent sensing module and the signal processing module .The fluorescence sensingmodule is composed of a laser source ,a light collimated system and a photo‐detector ,which enables the realization of the fluorescence excita‐tion as well as its detection .The signal processing module realized the further amplification of the detected sig‐nal and hereafter the filtering of noises .Furthermore ,the Hg2+ concentration will displayed on the QT inter‐face using a Linux embedded system .The sen sor system is low cost and small ,which makes it available for rapid field test or portable applications .Experimental results show that the sensor has a good linear relation‐ship for the Hg2+ concentration range from 15.0 × 10-9 to 1.8 × 10-6 mol・ L -1 .The regression equation is V0/V=1.309 13+3.37c ,where c is Hg2+ concentration ,and V0 is the voltage value for the blank case .In our work ,the linearity is determined as 0.989 26 .The experiments exhibit that Ca2+ ,Mn2+ and Pb2+ ions have small influence on the Hg2+ detection ,and the interfere of other common ions can be neglected ,which indi‐cates a good selectivity of the sensor .Finally ,it shows that our sensor has a rapid response time of 35 s and a good repeatability ,thus it is potential for field test of trace Hg2+ .【总页数】5页(P3236-3240)【作者】罗伟;曾新华;李淼;郑守国;李华龙;翁士状;王绍祺【作者单位】中国科学技术大学，安徽合肥 230026; 中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥 230031;中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥 230031;中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥 230031;中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥 230031;中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥 230031;中国科学技术大学，安徽合肥 230026; 中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥230031;中国科学技术大学，安徽合肥230026; 中国科学院合肥智能机械研究所，安徽合肥 230031【正文语种】中文【中图分类】O657.3【相关文献】1.构建基于姜黄素-Hg2+复合物的荧光传感器检测脂肪酶活性 [J], 吴胜男;张浩;江凌;霍峰蔚;田丹碧2.基于香豆素与CdTe量子点间的荧光共振能量转移检测超痕量Hg2＋的研究 [J], 张霞;韩韵;连盼盼;丁然;吕鉴泉3.基于核桃壳碳量子点的制备及在痕量Hg2+检测中的应用 [J], 张嘉沂;徐守芳;公维贵4.新型荧光传感器用于检测和解毒活体样品中的Hg2+ [J], 杨霞5.一种快速检测Hg2+的比率荧光传感器构建 [J], 贾宝珠;徐振林;罗林;戚凯欣;樊怡飞;蔡美玲;廖彩霞;罗双子;古宗婷;蔡常宇;韦晓群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
碳量子点材料作为荧光探针检测离子的原理及应用进展
碳量子点材料作为荧光探针检测离子的原理及应用进展作者：段立民汪瑞贾诚浩李珂万相嘉威王琛王进来源：《绿色科技》2020年第04期摘要：指出了作为碳纳米材料的新兴成员，破量子点（CQDs）因其优异的荧光性能，在离子检测方面展现出潜在的应用价值。
阐述了CQDs作为荧光探针检测离子的几种检测原理以及CQDs作为荧光探针检测Cu2+、Fe3+、Ag+、Hg2+等金属阳离子和P3O4、I-、F-等阴离子的方法，总结了其作为荧光探针的优缺点并进行了展望。
关键词：破童子点;荧光探针;检测原理;离子中图分类号：O567 文献标识码;A 文章编号：1674-9944（2020）04-0128-041 引言2004年，XuXY等[1]在提纯碳纳米管的过程中，首次发现了一种荧光碳纳米颗粒，2年后，Sun等[2]通过激光烧蚀法制备得到了这种荧光碳纳米颗粒，并命名为碳点（Carbon Dots）。
碳量子点（Carbon Quantum Dots，CQDs），泛指一类粒径小于10nm，具有荧光性质，以碳为主体的、富含表面基团的碳纳米颗粒，因其具有光致激发性、电化学发光特性、稳定性、低细胞毒性、高生物相容性等优良的性质CQDs在生物、医学、环境、光学和分析化学等诸多方面都有巨大的潜在应用价值。
很多离子对CQDs都有荧光猝灭效应，研究者们利用CQDs的荧光猝灭率与相关离子与有机物质的浓度之间的线性关系，开展了一系列的分析检测研究。
近年来，有关CQDs在金属离子检测方面的报道综述较多，而鲜有其检测原理和作为荧光探针检测阴离子方面的总结，本文重点综述了近几年来CQDs作为荧光探针的检测原理以及检测不同阴阳离子的应用，以期寻找其利用开发的潜在价值。
2 检测原理CQDs的熒光性质与表面基团有关，而一些离子能够与CQDs的表面基团发生作用而使其荧光性质发生改变，因此可以根据其荧光的变化用于离子的分析检测。
目前，检测原理主要有荧光猝灭、荧光增敏和荧光共振能量转移。
石墨烯量子点荧光猝灭-恢复法测定Cu2+与谷胱甘肽的含量
收稿日期 ２０１７０５１８ 通信作者 Ｔｅｌ：０２５－８６１８５１８０ Ｅｍａｉｌ：ｗｙｚｈｏｎｇ＠ｃｐｕｅｄｕｃｎ Ｔｅｌ：１８６５２９４９２００ Ｅｍｉａｌ：ｗａｎｇｊｉｎｇ＠ｃｐｕｅｄｕｃｎ
基金项目 国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ２１４０５１７８）；江苏省自然科学基金资助项目（ＮｏＢＫ２０１６１４５５）；中央高校基本科研业务 费专项基金资助项目（Ｎｏ２０１６ＺＺＤ００４）；中国药科大学医药生物功能材料重点实验室开放基金资助项目
ＴｈｉｓｗｏｒｋｗａｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｈｉｎａ牗Ｎｏ２１４０５１７８牘牷ｔｈｅＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆ ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅ牗ＮｏＢＫ２０１６１４５５牘牷ｔｈｅＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄｓｆｏｒｔｈｅＣｅｎｔｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ牗Ｎｏ２０１６ＺＺＤ００４牘ａｎｄｔｈｅ ＯｐｅｎＰｒｏｊｅｃｔＦｕｎｄｏｆＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓｏｆＣｈｉｎａＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒｉｏｎｓａｎｄ ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｆｆｏｎ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｇｒａ ｐｈｅｎｅｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔｓ
ＳＯＮＧＦｅｎｇｊｕａｎ１牞ＡＩＹｏｎｇｌｉｎｇ１牞ＺＨＯＮＧＷｅｎｙｉｎｇ１牞２ 牞ＷＡＮＧＪｉｎｇ１牞２
１ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ牷２ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｒｕｇＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＰｈａｒｍａｃｏｖｉｇｉｌａｎｃｅ牞Ｍｉｎｉｓｔｒｙｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ牞ＣｈｉｎａＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ牞Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００９牞Ｃｈｉｎａ
基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展
第４１卷㊀第１０期２０２０年１０月发㊀光㊀学㊀报ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥＶｏｌ ４１Ｎｏ １０Ｏｃｔ.ꎬ２０２０文章编号:１０００￣７０３２(２０２０)１０￣１２６９￣１０基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展陈㊀静ꎬ杨㊀曌ꎬ黄宇豪ꎬ周明辉ꎬ赵奔阳ꎬ夏㊀历∗ꎬ李㊀微(华中科技大学光学与电子信息学院ꎬ湖北武汉㊀４３００７４)摘要:光纤荧光传感器结合了荧光检测灵敏度高㊁鉴别性强和光纤体积小㊁抗干扰能力强等优点ꎬ由于部分荧光检测物质对荧光强度有猝灭作用ꎬ所以基于猝灭效应的光纤荧光传感器具有重要的研究意义ꎮ本文对基于荧光猝灭效应光纤传感器的研究进展进行综述ꎬ简要描述了荧光猝灭效应的检测机理ꎬ并根据传感光纤结构的不同ꎬ对光纤与荧光检测的结合机理进行了分类总结ꎮ在此基础上阐述了基于荧光猝灭效应的光纤荧光传感器在重金属离子检测㊁爆炸物检测等领域的应用ꎬ分析了猝灭剂㊁荧光材料的相互作用和传感器的性能指标ꎬ最后对其发展方向进行了展望ꎮ关㊀键㊀词:光谱检测ꎻ光纤传感ꎻ发光机理ꎻ荧光猝灭中图分类号:Ｏ４３３㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３７１８８/ＣＪＬ.２０２００２０６ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＳｅｎｓｏｒｓＢａｓｅｄｏｎＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＱｕｅｎｃｈｉｎｇＥｆｆｅｃｔＣＨＥＮＪｉｎｇꎬＹＡＮＧＺｈａｏꎬＨＵＡＮＧＹｕ￣ｈａｏꎬＺＨＯＵＭｉｎｇ￣ｈｕｉꎬＺＨＡＯＢｅｎ￣ｙａｎｇꎬＸＩＡＬｉ∗ꎬＬＩＷｅｉ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＷｕｈａｎ４３００７４ꎬＣｈｉｎａ)∗ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｘｉａｌｉ＠ｈｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙꎬｓｔｒｏｎｇｄｉｓ￣ｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｍａｌｌｓｉｚｅꎬｓｔｒｏｎｇａｎｔｉ￣ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｆｉｂｅｒ.Ｂｅ￣ｃａｕｓｅｓｏｍｅｏｆｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｕｂｓｔａｎｃｅｓｈａｖｅａｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｎｔｅｎ￣ｓｉｔｙꎬｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｇ￣ｎｉｆｉｃａｎｃｅ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ.Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｂｒｉｅｆ￣ｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ.Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒａｎｄｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｃｌａｓ￣ｓｉｆｉｅｄａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｅｎｓｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ.Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓꎬｔｈｅａｐ￣ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎬｅｘｐｌｏｓｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ.Ｔｈｅｉｎｔｅｒａｃ￣ｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｑｕｅｎｃｈｅｒａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌꎬａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒａｒｅａｎ￣ａｌｙｚｅｄ.Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈ￣ｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎꎻｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇꎻｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｍｅｃｈａｎｉｓｍꎻｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇ㊀㊀收稿日期:２０２０￣０７￣１４ꎻ修订日期:２０２０￣０８￣０４㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(６１７７５０６５)资助项目ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(６１７７５０６５)１２７０㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷１㊀引㊀㊀言荧光检测法具有极高的灵敏度㊁良好的鉴别性和实时监测性ꎬ可以很好地将化学问题物理化处理[１]ꎮ２０２０年１月ꎬ新型冠状病毒肺炎疫情(简称新冠肺炎)全面爆发ꎮ荧光聚合酶链式反应(ＰＣＲ)检测仪在病毒确诊中起着关键作用[２]ꎻ但荧光ＰＣＲ检测仪仍在一些缺点ꎬ例如对操作人员及操作技术要求高㊁检测时间长㊁仪器体积庞大不易携带等[３]ꎮ而光纤具有体积小㊁价格便宜等优势ꎬ如果将光纤与荧光检测技术相结合ꎬ可以避免上述缺点ꎮ荧光猝灭是指溶剂分子使荧光分子发生猝灭的现象[４]ꎮ１９３１年ꎬＫａｕｔｓｋｙ在叶绿素荧光诱导实验[５￣６]中发现氧分子可以猝灭荧光ꎬ于是提出荧光猝灭原理[７]ꎮ氧分子㊁重金属离子㊁温度等都可以作为 荧光猝灭剂 ꎬ对荧光强度产生猝灭作用ꎬ基于荧光猝灭效应的传感器有效地利用了这一特点ꎬ具有重大的研究意义和应用价值ꎮ本文以基于荧光猝灭效应的光纤传感器为主题ꎬ通过对传感光纤结构进行分类的方式ꎬ详细地阐述了光纤与荧光检测的有机结合ꎬ综述了基于荧光猝灭效应的光纤传感器的应用领域ꎬ最后对其未来发展进行了展望ꎮ２㊀荧光猝灭原理２.１㊀荧光检测机理当光照射到某物质上时ꎬ其原子核周围的电子吸收光能量ꎬ从基态跃迁到高能级激发态ꎮ由于单线态的不稳定性ꎬ电子会恢复到基态自发辐射产生荧光ꎬ该现象称为弛豫[８]ꎬ荧光光谱较吸收光谱波长的红移称为斯托克斯位移[９]ꎮ根据待测物的不同ꎬ可以通过解调发射光谱[１０￣１１]㊁荧光强度[１２￣１３]和荧光寿命[１４￣１５]等参数来定量分析待测物ꎮ荧光检测法主要是基于具有荧光效应的物质进行直接检测或利用荧光染料标记法进行间接检测ꎮ２.２㊀荧光猝灭效应荧光猝灭可以简单地描述为通过荧光分子和猝灭分子的相互作用来减少荧光分子的荧光强度[１６]ꎮ荧光猝灭可以分为两个类别ꎬ分别是静态猝灭和动态猝灭ꎮ静态猝灭指两分子弱结合形成的复合物使荧光完全消失ꎻ动态猝灭则是一种电子转移或能量转移的过程ꎬ荧光的猝灭程度和猝灭剂有关[１７￣１８]ꎮ动态猝灭主要包括:浓度猝灭㊁杂质猝灭㊁温度猝灭等ꎬ其过程通常遵循Ｓｔｅｒｎ￣Ｖｏｌｍｅｒ方程:τ０τ＝Ｉ０Ｉ＝１＋ＫＳＶＣＱꎬ(１)其中ꎬＩ０㊁τ０㊁Ｉ和τ分别是浓度为ＣＱ的指示剂染料在不存在和存在猝灭剂时的荧光强度和荧光寿命ꎻＫＳＶ是Ｓｔｅｒｎ￣Ｖｏｌｍｅｒ猝灭常数ꎬ单位通常为浓度单位的倒数ꎬ与猝灭剂的猝灭效率有关ꎮ荧光信号取决于猝灭剂浓度ꎬ所以在包含或添加了荧光化合物的样品中ꎬ可以通过猝灭作用来确定其信息ꎮ３㊀传感光纤结构３.１㊀空间光耦合型光纤在荧光检测中最简单的应用是将其用于激发光和接收光的传输ꎬ荧光检测过程则在光纤外的空间中进行ꎮ由于激发光纤和接收光纤的分离式结构会导致大部分的荧光信号丢失ꎬ所以经典的结构是由１根激发光纤和６根接收光纤构成的组合光纤[１９]ꎮ但是在该光纤模式中ꎬ大量的入射光会被耦合进入低阶模式ꎬ并且被噪声信号干扰的接收光纤存在阈值饱和问题ꎬ影响荧光信号的解调ꎮ为解决上述问题ꎬＳａｎｄｒａ等[２０]将两根标准多模光纤组成一个直径约为１５０μｍ的光纤探针ꎬ如图１所示ꎮ该结构的传输功率损耗小于０.２ｄＢꎬ由于波导纤芯不耦合ꎬ不会造成无关干扰ꎮＭｏｒａｄｉ等[２１]则利用微流控芯片的高度集成化㊁低消耗等优势ꎬ提出如图２所示的蛇形通道微流控结构ꎬ同样可以有效地减少信号干扰ꎮ60滋m（a）PVC tube(2mm/1mm)Catheter21G(0.8mm/0.55mm)Dual fiber tip（b）（c）图１㊀双光纤探针的端面(ａ)㊁组成材料(ｂ)㊁传感探头(ｃ)ꎮＦｉｇ.１㊀(ａ)Ｅｎｄｆａｃｅｏｆｔｈｅｄｕａｌ￣ｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅ.(ｂ)Ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｓｍａｔｅｒｉａｌ.(ｃ)Ｓｅｎｓｉｎｇｐｒｏｂｅ.㊀第１０期陈㊀静ꎬ等:基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展１２７１㊀0.60i n c h2.40inchMixing channelsHPTS injection portSample injection portOutlet图２㊀蛇形结构微流控芯片Ｆｉｇ.２㊀Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐ３.２㊀微结构光纤型光在纤芯中以驻波形式传输ꎬ传输过程中光波会部分透射进入光纤包层大约一个波长深度ꎬ而后反射回到纤芯ꎮ如图３所示ꎬ该透射光波的振幅随穿透深度的增加呈指数衰减ꎬ故称为倏逝波[２２]ꎮ拉锥光纤㊁裸芯光纤等微结构光纤可以有效地使倏逝波泄露ꎬ光纤泄露的倏逝波则可以激发荧光物质产生荧光ꎮn 2n 1波传播方向x倏逝场区驻波场强度zn 1＞n 2图３㊀光纤倏逝波原理图Ｆｉｇ.３㊀ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｗａｖｅＬｉ等利用拉锥光纤结构搭建了如图４(ａ)所示的荧光传感系统[２３]ꎬ激光光源在光纤拉锥区泄露倏逝波ꎬ从而激发荧光染料罗丹明６Ｇ产生荧光ꎮ荧光信号在拉锥区域产生并且耦合进入光纤ꎬ图４(ｂ)~(ｄ)分别表示自然状态㊁激光入射时和激发荧光时锥形光纤的扫描电子显微镜图像ꎮ（a ）（b ）（c ）FilterLaserSlot vial array Biconical taper Moving directionMicrochannel Capillary Syringe（d ）Filter SpectrographH OS 3H OS 2S 1H OS l o t v i a l图４㊀拉锥光纤荧光传感系统的实验装置ꎮ(ａ)显微镜下的自然状态ꎻ(ｂ)激光入射ꎻ(ｃ)荧光激发ꎻ(ｄ)图像ꎮＦｉｇ.４㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅｏｆｔａｐｅｒｅｄｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ.(ａ)Ｎａｔｕｒａｌｓｔａｔｅｕｎｄｅｒｔｈｅｍｉｃｒｏ￣ｓｃｏｐｅ.(ｂ)Ｌａｓｅｒｉｎｃｉｄｅｎｃｅ.(ｃ)Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｘｃｉ￣ｔａｔｉｏｎ.(ｄ)Ｉｍａｇｅ.上述实验中需要将拉锥光纤嵌入检测皿中ꎬ无法实现方便快速地进行检测ꎬＺｈａｎｇ等[２４]提出裸芯结构的光纤探针ꎬ直接将制备好的光纤探针伸入大肠杆菌溶液中进行快速检测ꎮ图５(ａ)为FC connector Inlet Fiber probe OutletFC adaptorFC connectorFiber couplerLaserCollimator FilterPCR 1R 2n con cl 兹i兹i 1（z ）茁1琢1（z ）琢2（z ）茁2n mL 1L 2Taper 2Taper 1（a ）（b ）Sample cellFluorescent signalExcitation light R 3n clzPMTClad section图５㊀裸芯光纤探针荧光传感系统的实验装置(ａ)与裸芯结构(ｂ)Ｆｉｇ.５㊀Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅｏｆｂａｒｅ￣ｃｏｒｅｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｎｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ(ａ)ａｎｄｂａｒｅ￣ｃｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ(ｂ)活菌死菌碘化丙啶抗体激光荧光图６㊀功能化处理光纤探针原理图Ｆｉｇ.６㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅ光纤荧光传感系统ꎬ图５(ｂ)为裸芯锥形光纤结构ꎬ利用管腐蚀法来去除光纤包层ꎮ而上述光纤探针不具有特异性检测能力ꎬＺｈａｎｇ等[２５]在原有结构的基础上用化学手段功能化处理光纤探针ꎬ使光纤探针表面交联抗体ꎬ抗体能够与大肠杆菌特异性结合ꎮ如图５所示ꎬ实验用荧光染料碘化丙啶标记了大肠杆菌死菌ꎬ倏逝波激发碘化丙啶１２７２㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷产生荧光ꎬ实现了对死菌的检测ꎮ３.３㊀空心光纤荧光检测过程都需要在暗室中进行ꎬ避免外界环境因素对检测结果产生较大影响ꎮ如果将荧光检测过程置于空心光子晶体光纤(ＨＣ￣ＰＣＦ)中进行ꎬ则可以有效地抵抗环境的干扰ꎮ并且ＨＣ￣ＰＣＦ通过纤芯空气孔导光提供基模传输ꎬ能够将９９％的光都限制在纤芯内传输ꎬ实现低损耗传输[２６]ꎮ为估算ＨＣ￣ＰＣＦ纤芯传播模式数ꎬＣｒｅｇａｎ等[２７]推导了近似估算公式如下:ＮＰＢＧ＝(β２Ｈ－β２Ｌ)ｒ２ｃｏｒｅ４ꎬ(２)ＮＰＢＧ＝(ｋ２ｎ２１－β２Ｌ)ｒ２ｃｏｒｅ４ꎬ(３)其中ꎬＮＰＢＧ为传播的导模数ꎬｎ１为纤芯折射率ꎬβＨ㊁βＬ分别为定波长下传播常数最大值和最小值ꎮ由公式可知ꎬＨＣ￣ＰＣＦ纤芯半径必须适中ꎬ以接近理想传输模式ꎮ在该原理基础上ꎬＣｈｅｎ等[２８]提出如图７所示的ＨＣＰＣＦ结构ꎬ空心孔尺寸为４.８μｍꎮ包层孔用融合拼接技术密封ꎬ中心孔保持开放ꎬ并允许通过聚合诱导发射(ＡＩＥ)分子溶液ꎮ在基于该结构的ＡＩＥ分子检测中ꎬ仅需０.３６ｎＬ样本就可以完成实验ꎮＨＣ￣ＰＣＦ结构设计多样ꎬＹｕ等[２９]设计并制造了如图８所示的ＨＣ￣ＰＣＦ结构ꎬ将花青素Ｃｙ３㊁Ｃｙ５的混合溶液作为荧光染料注入到中空纤芯中ꎬ成功实现了激光的荧光共振能量转移ꎮAlE moleculeOutputFilled coreHollow core photonics crystal fiberCore 4.8滋mCladding 81滋m 图７㊀基于ＡＩＥ诱导分子的ＨＣ￣ＰＣＦ传感原理图Ｆｉｇ.７㊀ＨＣ￣ＰＣＦｓｅｎｓｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｄｉａｇｒａｍｂａｓｅｄｏｎＡＩＥｉｎ￣ｄｕｃｉｎｇｍｏｌｅｃｕｌｅ图８㊀基于花青素染料的ＨＣ￣ＰＣＦ结构Ｆｉｇ.８㊀ＨＣ￣ＰＣＦｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｄｙｅｓ４㊀基于荧光猝灭效应的光纤传感器应用４.１㊀重金属离子检测工业排出的污水中还有大量的Ｃｕ２＋㊁Ｆｅ３＋㊁Ｈｇ２＋等重金属离子ꎬ重金属离子对人体危害极大ꎬ痕量重金属离子的检测也是研究热点[３０￣３１]ꎮ利用重金属离子对荧光的猝灭效应ꎬ基于荧光猝灭效应的光纤传感器也广泛应用于重金属离子检测中ꎮＺｈｏｕ等[３２]在裸芯光纤探针结构表面交联碲化镉(ＣｄＴｅ)量子点(ＱＤｓ)ꎬ并掺杂水凝胶ꎮＱＤｓ是把激子在三维空间方向上束缚住的半导体纳米结构作为一种特殊的纳米材料ꎬ具有特殊的光学㊁电学性质[３３￣３４]ꎮ在该结构中ꎬＱＤｓ可以被扩散到水凝胶基质ꎬ待测液中的Ｆｅ３＋对其进行选择性猝灭ꎬ可用于实时现场检测ꎮ传感器浓度响应在０~３.５μｍｏｌ/Ｌ范围内呈线性ꎬ检测限为１４ｎｍｏｌ/ＬꎮＬｉｕ等[３５]利用聚乙烯醇将ＡｇＩｎＺｎＳ￣ＱＤｓ沉积在光纤尖端制成光纤探针检测Ｃｕ２＋含量ꎬ如图９所示为检测过程中的光谱图和其浓度响应ꎮ随着浓度的增加ꎬ荧光强度逐渐减小ꎬ在２.５~８００ｎｍｏｌ/Ｌ浓度范围传感器呈线性响应ꎮ5k 500800姿/nmI n t e n s i t y /a .u .6k 4k 3k 2k 1k0nmol/L07517535050060070080025100250425550650750800nmol/L600700（a ）5k 0800[Cu 2+]/(nmol ·L -1)I n t e n s i t y /a .u .6k 4k 3k 2k 1k 0400600（b ）I =5438.63-4.97×109[Q ]R 2=0.997200Measured data Fitting curve图９㊀用于Ｃｕ２＋检测的ＡｇＩｎＺｎＳ￣ＱＤｓ光纤探针光谱(ａ)与浓度响应(ｂ)Ｆｉｇ.９㊀(ａ)ＡｇＩｎＺｎＳ￣ＱＤｓｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅｓｐｅｃｔｒａｆｏｒＣｕ２＋ｄｅｔｅｃ￣ｔｉｏｎ.(ｂ)Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ.㊀第１０期陈㊀静ꎬ等:基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展１２７３㊀Ｈｅｌｅｎａ等[３６]提出一种基于碳点纳米颗粒的Ｈｇ２＋浓度传感系统ꎬ该纳米颗粒利用溶胶￣凝胶方法在光纤探针表面生成一层薄膜ꎮ实验可检测亚微米级浓度的Ｈｇ２＋水溶液ꎬ在ｐＨ＝６.８环境下ꎬ其Ｓｔｅｒｎ￣Ｖｏｌｍｅｒ常数ＫＳＶ达到５.３ˑ１０５Ｌ/ｍｏｌꎮ为寻求更加便捷的实验装置ꎬＬｉｕ等[３７]用智能手机取代光谱仪ꎬ利用硒化镉/硫化锌(ＣｄＳｅ/ＺｎＳ)ＱＤｓ改性后的光纤探针进行Ｈｇ２＋检测ꎮ如图１０所示为ＱＤｓ改性原理图ꎬＱＤｓ通过键合的方式与光纤探针表面交联ꎮ荧光信号由智能手机收集和处理ꎬ最终得到检测范围为１~１０００ｎｍｏｌ/Ｌꎬ检测限可以达到１ｎｍｏｌ/ＬꎮOH OH OH OHOH OH OHAPTESSiOC2H5NH2OC2H5C2H5OOHOHOHOOOO SiSiSiSiOC2H5OOONH2NH2NH2NH2OC2H5COOHHOOCOHOHOHOOOO SiSiSiSiOC2H5OOOOC2H5EDC/NHSCOOHCOOHCOOHCOOHOOOOQDsQDsQDsQDsQDsQDsQDs QDsHOOC COOHNCNNHOOCCNNNHOOOOOCOOHCOONOONHNHNHNHNH图１０㊀ＣｄＳｅ/ＺｎＳ￣ＱＤｓＱＤｓ改性原理Ｆｉｇ.１０㊀ＣｄＳｅ/ＺｎＳ￣ＱＤｓｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅ４.２㊀爆炸物检测微量炸药的准确测量与国际安全和日常生活安全息息相关ꎬ光纤荧光传感技术因其方便㊁快捷㊁灵敏度高等优点成为炸药检测领域的关键技术之一ꎮ中国科学院上海微系统与信息技术研究所从２００５年开始研制的ＳＩＭ系列痕量爆炸物探测器[３８]ꎬ采用了荧光聚合物猝灭传感技术ꎮ通过擦拭采样或吸气采样ꎬ可以快速检测三硝基甲苯(ＴＮＴ)㊁二硝基甲苯(ＤＮＴ)㊁硝化甘油(ＮＧ)㊁硝酸铵(ＡＮ)㊁黑火药(ＢＰ)㊁塑性炸药(Ｃ４)等爆炸物ꎮＣｈｕ等[３９]基于荧光猝灭原理对硝基芳香族炸药ＴＮＴ进行检测ꎬ将光纤绕棒缠绕构成的螺旋结构作为传感部位ꎬ荧光猝灭剂为聚[２￣甲氧基￣５￣(２￣乙基己氧基)￣１ꎬ４￣苯乙炔](ＭＥＨ￣ＰＰＶ)ꎬ测定荧光强度和寿命来确定ＴＮＴ浓度ꎬ传感器灵敏度达到了５ｎｇ/ｍＬꎮ中国科学院软物质化学重点实验室Ｌｉｕ等[４０]制作了锥形光纤探针ꎬ并交联荧光多孔聚合物膜结合在其表面ꎬ其存在的多面体低聚硅倍半氧烷(ＰＯＳＳ)使膜呈现出有序的多孔结构ꎬ同时该膜存在具有聚集诱导发射特性的四苯基乙烯(ＴＰＥ)以产生强烈的荧光ꎮ利用激光光源激发荧光对ＴＮＴ和ＤＮＴ浓度进行检测ꎬ图１１为ＴＮＴ检测的光谱和浓度响应ꎻＴＮＴ浓度在１００ˑ１０－９情况下ꎬ荧光猝灭在３０ｓ时达到２５.２％ꎬ在１２０ｓ时达到５１.８％ꎬ在５ｍｉｎ内达到了７３.５％ꎮＴＰＥ及其衍生物具有聚集诱导发光特性ꎬ在光电材料领域应用前景广阔ꎮＹａｎｇ等[４１]提出了基于荧光猝灭效应的ＨＣ￣ＰＣＦ挥发性痕量炸药传感器ꎬ该传感器是将烯丙基四苯乙烯(ＡＬ￣ＴＰＥ)荧光纳米薄膜涂覆在ＨＣ￣ＰＣＦ芯空气孔内ꎮ如图１２所示为ＡＬ￣ＴＰＥ膜与ＴＮＴ之间的电子转移过程ꎬ激发态ＡＬ￣ＴＰＥ分子与处于基态的爆炸分子之间发生电子转移ꎬ导致荧光强度降低ꎬ产生猝灭效应ꎮ当膜厚为１５５ｎｍ时ꎬ对ＴＮＴ的检测灵敏度达到了０.３０９ˑ１０９ꎬ最小检测限０.３４０ˑ１０－９ꎻ膜厚为１１０ｎｍ时ꎬＤＮＴ的响应时间达到１２０ｓꎮ１２７４㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷30000500700姿/nmF l i n t e n s i t y /a .u .40000（a ）0s720s 6002000010000100700t /s（I 0-I ）/I 00.8（b ）400NO 3NO 3CH 3O 3N0.702003005006008000.60.50.40.30.20.10图１１㊀用于ＴＮＴ检测的光纤锥形探针光谱(ａ)与浓度响应(ｂ)Ｆｉｇ.１１㊀(ａ)ＦｉｂｅｒｔａｐｅｒｐｒｏｂｅｓｐｅｃｔｒａｆｏｒＴＮＴｄｅｔｅｃｔｉｏｎ.(ｂ)Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ.Electron transferFluorescent bright stateQuenchers(TNT)Non 鄄fluorescent dark stateh 淄eee图１２㊀ＡＬ￣ＴＰＥ膜和ＴＮＴ之间的电子转移过程Ｆｉｇ.１２㊀ＥｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｃｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎＡＬ￣ＴＰＥｆｉｌｍａｎｄｅｘｐｌｏｓｉｖｅ㊀４.３㊀溶解气体检测溶解气体的精准检测在环境㊁生物㊁工业领域都具有重要意义ꎬ例如一氧化氮(ＮＯ)溶液的浓度检测可以诊断高血压㊁心衰㊁糖尿病等疾病ꎬ氧溶液的检测可以应用于污水处理厂㊁自来水厂水质的诊断ꎮ许多气体分子对荧光存在猝灭效应ꎬ因此也开拓了基于荧光猝灭效应的光纤传感器在溶解气体检测领域的应用ꎮＤｉｎｇ等[４２]搭建了荧光探针结构传感系统ꎬ将ＣｄＳｅ￣ＱＤｓ和醋酸纤维素(ＣＡ)作为敏感膜来检测水溶液中的ＮＯꎬ其中ＣｄＳｅ￣ＱＤ通过简单的杂交方法嵌入ＣＡ中ꎮＮＯ自由基可以很容易地与水中的溶解氧发生反应并与Ｃｄ２＋发生配位ꎬ对敏感膜中ＣｄＳｅ￣ＱＤｓ的荧光有明显的猝灭作用ꎮ使用这种新型的光纤传感器ꎬ通过相位调制荧光法确定了ＮＯ浓度ꎮ如图１３所示ꎬ在最佳条件下ꎬ１.０ˑ１０－７~１.０ˑ１０－６ｍｏｌ/Ｌ检测范围中的线性拟合系数为０.９９０８ꎬ最低检测限达到了１.０ˑ１０－８ｍｏｌ/Ｌꎮ邓辉等[４３]利用动态化学腐蚀法制备锥尖型光纤端面ꎬ以提拉法镀溶胶凝胶敏感膜组装了基于荧光猝灭的直径仅１.５μｍ的光纤氧溶液传感探头ꎮ探头锥面的长径比可通过调控腐蚀参数调控ꎬ构建相移测量系统ꎬ优化参数后进行０~２１％范围内的氧含量测定ꎬ工作曲线呈现良好的线性特征ꎬ拟合系数为０.９９９６ꎬ偏差小于测量值的５％ꎮ此外ꎬ德国Ｅ＋Ｈ公司研制的溶解氧传感器ＯｘｙｍａｘＣＯＳ６１Ｄ[４４]ꎬ同样基于荧光猝灭原理进行传感ꎮ该传感器检测范围０~２０ｍｇ/Ｌꎬ在<１２ｍｇ/Ｌ范围内ꎬ最大测量误差为ʃ１％ꎻ在１２~２０ｍｇ/Ｌ范围内ꎬ最大测量误差为ʃ２％ꎮ-78.46004800t /sP h a s e s h i f t 准/a .u .1200-79.2180024003000[NO]:滋mol/L0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.03600420054006000图１３㊀不同浓度ＮＯ溶液的相位变化Ｆｉｇ.１３㊀ＰｈａｓｅｃｈａｎｇｅｉｎＮＯｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎ￣ｔｒａｔｉｏｎ４.４㊀温度检测温度会使荧光强度降低产生荧光猝灭现象ꎬ基于荧光猝灭效应的光纤传感技术也可以对温度进行检测ꎮ这种基于荧光猝灭效应的光纤传感技术不受传感器外部变形的影响ꎬ是一种能够消除周围环境和背景噪声干扰的温度选择性传感器ꎮＺｈａｏ等[４５]利用微结构双拉锥结构光纤作为探针进行温度的检测ꎬ将Ｍｇ６Ａｓ２Ｏ１１ʒＭｎ４＋作为荧光材料ꎮ通过对荧光强度的解调ꎬ得到该温度传感器的精度为２ħꎬ温度范围３０~２１０ħꎬ该微传感器的响应时间比传统传感器快５０~１００倍ꎮ而日本安立(Ａｎｒｉｔｓｕ)公司研制的荧光式光纤温度计[４６￣４７]已经完全商业化ꎬ达到了－１９５.０~４５０.０ħ的检测范围ꎬ精度为０.１ħꎮ其产品由ＦＸ系㊀第１０期陈㊀静ꎬ等:基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展１２７５㊀列发展到ＦＬ系列[４８]ꎬ如图１４所示为ＦＬ￣２０００型号产品探头结构ꎮ基于荧光猝灭原理ꎬ利用光纤前端表面存在的荧光物质进行温度检测ꎬ从接收激励光到衰减的寿命作为温度传感信息ꎮin sensorIndentation the connector of the instrument(×2)Protrusion of the sensor(×2)Key ring图１４㊀ＦＬ￣４０００型号光纤探头Ｆｉｇ.１４㊀ＦＬ￣４０００ｔｙｐｅｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｐｒｏｂｅ４.５㊀其他领域应用除了上述参量的检测ꎬ基于荧光猝灭效应的光纤荧光传感器也在其他领域检测中得到了应用ꎮＴｏｎ等[４９]在光纤波导上涂覆含有荧光信号基团的ＭＩＰꎬＭＩＰ由萘基荧光单体组成ꎬ用于检测除草剂中的２ꎬ４￣二氯苯氧乙酸和桔霉素ꎮ萘基单体与分析物的羧酸基分子结合后荧光增强ꎬ从而降低了氮给电子的能力ꎬ阻止负责荧光猝灭的光诱导电子转移ꎬ使ＭＩＰ的荧光强度增强具有浓度依赖性ꎮ中国科学院软物质化学重点实验室Ｚｈｕ等[５０]利用三烯丙基异氰脲酸酯㊁烷烃二硫醇和酸碱Ｄ￣天冬氨酸复合(ＰＢＩＭ/Ｄ￣Ａｓｐ)在光纤探针末端形成ＭＩＰ膜用于Ｄ￣Ａｓｐ含量检测ꎬ当ｐＨ值达到碱性条件时ꎬＰＢＩＭ结构会发生变化从而导致荧光猝灭ꎮＮｇｕｙｅｎ等[５１]制备了光纤探针ꎬ选择吖啶作为荧光染料ꎬ利用Ｃｌ－的荧光猝灭效应对其进行检测ꎬ检测限达到０.１ｍｏｌ/Ｌꎮ美国国家基础科学研究中心Ｐｏｌｌｅｙ等[５２]在光纤探头表面交联乙锭染料ꎬ实现对ＤＮＡ的检测ꎮ５㊀未来发展２０１７年ꎬ清华大学杨昌喜研究团队提出一种由有机硅聚合物制成的可穿戴式光纤传感器[５３]ꎬ该传感器能够承受和检测伸长率达１００％的形变ꎬ可以实时㊁有效地感测人体运动ꎮ该有机硅聚合物为聚二甲基硅氧烷(ＰＤＭＳ)ꎬ制造出的ＰＤＭＳ光纤表现出很好的机械柔韧性ꎮ为了辅助传感ꎬ研究人员将荧光染料罗丹明Ｂ混入光纤中ꎬ当光通过光纤时ꎬ部分光被荧光染料吸收ꎻ光纤拉伸越大ꎬ染料吸收的光就越多ꎬ因此由分光镜检测投射光就可以测量光纤的拉伸和弯曲程度ꎮ相较于一般的电子传感器ꎬ光纤型传感器具有体积小㊁弹性强㊁不受电磁干扰的优点ꎮ基于荧光猝灭效应的光纤传感技术同样有望与可穿戴式传感相结合ꎬ光纤可作为类纤维嵌入衣物中ꎬ可以实时监测温度㊁湿度等环境情况ꎬ也可以监测呼吸㊁心跳等人类生理特征ꎮ这些特点都可以在医疗行业㊁特种部队㊁工业养殖等领域得到广泛应用ꎮ荧光材料选择的多样性决定了其应用领域的广泛性ꎬ基于荧光猝灭效应的光纤传感器结合了荧光和光纤的优点ꎬ应用前景可观ꎬ但是目前光纤荧光传感技术仍面临一些挑战ꎮ５.１㊀增强集光能力上述提及的空间光耦合型㊁微结构光纤型等多样的光纤结构ꎬ目的都是为了使光纤能够最大程度地收集产生的荧光ꎬ提高传感器灵敏度的同时ꎬ减少杂散光的干扰ꎮ荧光猝灭材料中的共轭聚合物消光系数可达１０６Ｌ ｍｏｌ－１ ｃｍ－１ꎬ具有较强的集光能力[５４]ꎻ在ＨＣ￣ＰＣＦ空气孔内进行荧光反应ꎬ能够极大地接收荧光ꎬ但是其实验要求高难以实用化ꎮ用多种方式增强光纤收集荧光的能力ꎬ仍然是目前的研究热点ꎮ５.２㊀提高荧光产率荧光产率是指发射荧光的光子数ｎ２与被激活物质从泵浦源吸收的光子数ｎ１之比ꎬ是评价荧光材料性能最直观的参考数据ꎮ目前的研究除了寻求和制备高荧光产率的荧光分子外ꎬ也会通过在原有荧光材料基础上掺入杂质物质来提高ꎮ例如ꎬ钇掺杂的碳量子点荧光产率达到４１％[５５]ꎬ相较于未掺杂情况提升了１７.３％ꎮ但目前荧光材料的荧光产率仍有待提高ꎮ而且通过从材料入手来提高荧光产率的方式ꎬ可以避免改变传感系统性能来提高灵敏度ꎬ可靠性更强ꎮ５.３㊀便携实时原位检测原位检测是不破坏待测物自身结构㊁状态而进行的无损伤检测方式ꎬ对于荧光猝灭光纤传感来说至关重要ꎮ荧光检测环境不能够仅仅局限于在实验室进行ꎬ最终目标仍然是实现便捷实时原位的现场检测ꎮ目前荧光猝灭光纤传感器产品已涉及爆炸物㊁水质等领域ꎬ但是设计紧凑便捷传感系统结构㊁开拓更多应用领域㊁实时地实地快速检１２７６㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷测ꎬ仍然是研发工作人员的研究目标ꎮ６㊀结㊀㊀论基于荧光猝灭效应的光纤传感技术能够有效地利用光纤体积小㊁抗干扰能力强等优点ꎬ实现快速㊁便捷地特异性检测ꎮ本文以荧光猝灭原理为基础ꎬ从传感光纤结构㊁基于荧光猝灭效应的光纤传感器应用两个方面简要叙述了光纤与荧光检测的结合机理及传感器相关应用ꎮ基于荧光猝灭的光纤传感器有望作为类纤维嵌入衣物中ꎬ从而实现实时的智能传感ꎮ而基于荧光猝灭效应的光纤传感技术也面临挑战ꎬ未来将朝着集光能力更强㊁荧光产率更高㊁便携实时原位检测方向发展ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]史慧超.基于神经网络的光纤荧光海藻测量理论及应用研究[Ｄ].秦皇岛:燕山大学ꎬ２０１０:１０￣１７.ＳＨＩＨＣ.ＳｔｕｄｙｏｎＴｈｅｏｒｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒＡｌｇａｅＢａｓｅｄｏｎＮｅｒｖｅＮｅｔｗｏｒｋ[Ｄ].Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ:ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａꎬ２０１０:１０￣１７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２]ＮÖＲＺＤꎬＦＩＳＣＨＥＲＮꎬＳＣＨＵＬＴＺＥＡꎬｅｔａｌ..ＣｌｉｎｉｃａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆａＳＡＲＳ￣ＣｏＶ￣２ＲＴ￣ＰＣＲａｓｓａｙｏｎａｆｕｌｌｙａｕｔｏｍａｔｅｄｓｙｓｔｅｍｆｏｒｒａｐｉｄｏｎ￣ｄｅｍａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｈｏｓｐｉｔａｌｓｅｔｔｉｎｇ[Ｊ].Ｊ.Ｃｌｉｎ.Ｖｉｒｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ１２８:１０４３９０￣１￣３. [３]何关金.基于微流控技术的数字ＰＣＲ检测仪设计与实现[Ｊ].天津科技ꎬ２０２０ꎬ４７(１):３５￣４０.ＨＥＧＪ.ＤｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｄｉｇｉｔａｌＰＣＲｄｅｔｅｃｔｏｒｂａｓｅｄｏｎｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＴｉａｎｊｉｎＳｃｉ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ４７(１):３５￣４０.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[４]ＭＣＥＶＯＹＡＫꎬＭＣＤＯＮＡＧＨＣＭꎬＭＡＣＣＲＡＩＴＨＢＤ.Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｏｆｏｘｙ￣ｇｅｎ￣ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｕｔｈｅｎｉｕｍｃｏｍｐｌｅｘｅｓｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｉｎｓｏｌ￣ｇｅｌ￣ｄｅｒｉｖｅｄｐｏｒｏｕｓｓｉｌｉｃａｃｏａｔｉｎｇｓ[Ｊ].Ａｎａｌｙｓｔꎬ１９９６ꎬ１２１(６):７８５￣７８８.[５]ＫＡＵＴＳＫＹＨꎬＤＥＢＲＵＩＪＮＨ.ＤｉｅＡｕｆｋｌäｒｕｎｇｄｅｒＰｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｚｔｉｌｇｕｎｇｆｌｕｏｒｅｓｃｉｅｒｅｎｄｅｒＳｙｓｔｅｍｅｄｕｒｃｈＳａｕｅｒｓｔｏｆｆ:ｄｉｅＢｉｌｄｕｎｇａｋｔｉｖｅｒꎬｄｉｆｆｕｓｉｏｎｓｆäｈｉｇｅｒＳａｕｅｒｓｔｏｆｆｍｏｌｅｋüｌｅｄｕｒｃｈＳｅｎｓｉｂｉｌｉｓｉｅｒｕｎｇ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｗｉｓｓｅｎｓｃｈａｆｔｅｎꎬ１９３１ꎬ１９(５２):１０４３￣１０４３.[６]ＫＡＵＴＳＫＹＨ.Ｅｎｅｒｇｉｅ￣ＵｍｗａｎｄｌｕｎｇａｎＧｒｅｎｚｆｌäｃｈｅｎꎬＶＩＩ.Ｍｉｔｔｅｉｌ.:Ｈ.ＫａｕｔｓｋｙꎬＨ.ｄｅＢｒｕｉｊｎꎬＲ.ＮｅｕｗｉｒｔｈｕｎｄＷ.Ｂａｕｍｅｉｓｔｅｒ:ｐｈｏｔｏ￣ｓｅｎｓｉｂｉｌｉｓｉｅｒｔｅｏｘｙｄａｔｉｏｎａｌｓｗｉｒｋｕｎｇｅｉｎｅｓａｋｔｉｖｅｎꎬｍｅｔａｓｔａｂｉｌｅｎｚｕｓｔａｎｄｅｓｄｅｓｓａｕｅｒｓｔｏｆｆ￣ｍｏｌｅｋüｌｓ[Ｊ].Ｅｕｒ.Ｊ.Ｉｎｏｒｇ.Ｃｈｅｍ.ꎬ１９３３ꎬ６６(１０):１５８８￣１６００.[７]ＫＡＵＴＳＫＹＨ.Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇｏｆｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｂｙｏｘｙｇｅｎ[Ｊ].Ｔｒａｎｓ.ＦａｒａｄａｙＳｏｃ.ꎬ１９３９ꎬ３５:２１６￣２１９.[８]ＫＵＺＭＩＮＡＶꎬＰＬＥＫＨＡＮＯＶМＳꎬＬＥＳＮＩＣＨＹＯＶＡＡＳ.Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓｏｎｔｈｅｂｕｌｋａｎｄｇｒａｉｎ￣ｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｕｃ￣ｔｉｖｉｔｙｏｆＣａＺｒＯ３￣ｂａｓｅｄｐｒｏｔｏｎ￣ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ:ａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｘａｔｉｏｎｔｉｍｅｓｔｕｄｙ[Ｊ].Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍ.Ａｃｔａꎬ２０２０ꎬ３４８:１３６３２７.[９]ＨＯＮＧＪＸꎬＸＩＡＱＦꎬＺＨＯＵＥＢꎬｅｔａｌ..ＮＩＲｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｂａｓｅｄｏｎａｍｏｄｉｆｉｅｄｒｈｏｄｏｌ￣ｄｙｅｗｉｔｈｇｏｏｄｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙａｎｄｌａｒｇｅＳｔｏｋｅｓｓｈｉｆｔｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣＯｉｎｌｉｖｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ[Ｊ].Ｔａｌａｎｔａꎬ２０２０ꎬ２１５:１２０９１４.[１０]ＰＩＥＲＣＥＭＥꎬＧＲＡＮＴＳＡ.ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａＦＲＥＴｂａｓｅｄｆｉｂｅｒ￣ｏｐｔｉｃｂｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｅａｒｌｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｍｙｏｃａｒｄｉａｌｉｎｆａｒｃｔｉｏｎ[Ｃ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＴｈｅ２６ｔｈＡｎｎｕａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｆＴｈｅＩＥＥＥＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙＳｏｃｉｅｔｙꎬＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏꎬ２００４:２０９８￣２１０１.[１１]ＺＨＡＯＪＷꎬＺＨＥＮＧＹＹꎬＰＡＮＧＹＹꎬｅｔａｌ..Ｇｒａｐｈｅｎｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｓｆｕｌｌ￣ｃｏｌｏｒａｎｄｓｔｉｍｕｌｕｓｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｎｋｆｏｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ[Ｊ].Ｊ.ＣｏｌｌｏｉｄＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｃｉ.ꎬ２０２０ꎬ５７９:３０７￣３１４.[１２]ＬＩＡＯＫＣꎬＨＯＧＥＮ￣ＥＳＣＨＴꎬＲＩＣＨＭＯＮＤＦＪꎬｅｔａｌ..Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓｆｉｂｅｒ￣ｏｐｔｉｃｓｅｎｓｏｒｆｏｒｃｈｒｏｎｉｃｇｌｕｃｏｓｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｖｉ￣ｖｏ[Ｊ].Ｂｉｏｓｅｎｓ.Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２００８ꎬ２３(１０):１４５８￣１４６５.[１３]ＨＥＷＹꎬＬＩＵＲＱꎬＬＩＡＯＹＨꎬｅｔａｌ..Ａｎｅｗ１ꎬ２ꎬ３￣ｔｒｉａｚｏｌｅａｎｄｉｔｓｒｈｏｄａｍｉｎｅＢｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓａｓａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅｆｏｒｍｅｒｃｕｒｙｉｏｎｓ[Ｊ].Ａｎａｌ.Ｂｉｏｃｈｅｍ.ꎬ２０２０ꎬ５９８:１１３６９０.[１４]ＪＩＮＣＺꎬＬＩＡＮＧＦＹꎬＷＡＮＧＪＱꎬｅｔａｌ..Ｒａｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｃｙｃｌｏｍｅｔａｌａｔｅｄｉｒｉｄｉｕｍ(Ⅲ)ｃｏｍｐｌｅｘｅｓｆｏｒｔｈｒｅｅ￣ｐｈｏｔｏｎｐｈｏｓ￣ｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅｂｉｏｉｍａｇｉｎｇ[Ｊ].Ａｎｇｅｗ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０２０ꎬ１３２(３７):１６１２１￣１６１２５[１５]ＰＥＮＪＷＥＩＮＩＲꎬＲＯＡＲＫＥＢꎬＡＬＳＰＡＵＧＨＧꎬｅｔａｌ..Ｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌ￣ｂａｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｌｉｆｅｔｉｍｅｉｍａｇｉｎｇｏｆｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｏｘｙｇｅｎ￣ａｔｉｏｎａｎｄｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ[Ｊ].ＲｅｄｏｘＢｉｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ３４:１０１５４９￣１￣２５.㊀第１０期陈㊀静ꎬ等:基于荧光猝灭效应的光纤传感器研究进展１２７７㊀[１６]ＢＥＮＩＴＯ￣ＰＥÑＡＥꎬＶＡＬＤÉＳＭＧꎬＧＬＡＨＮ￣ＭＡＲＴÍＮＥＺＢꎬｅｔａｌ..Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｂａｓｅｄｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃａｎｄｐｌａｎａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅｂｉｏ￣ｓｅｎｓｏｒｓ.Ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].Ａｎａｌ.Ｃｈｉｍ.Ａｃｔａꎬ２０１６ꎬ９４３:１７￣４０.[１７]ＳＴＥＮＫＥＮＪＡ.Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｉｎｇ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ２００９ꎬ１３１(３０):１０７９１.[１８]ＶＡＬＥＵＲＢꎬＢＥＲＢＥＲＡＮ￣ＳＡＮＴＯＳＭＮ.ＭｏｌｅｃｕｌａｒＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ:ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｍ].２ｎｄｅｄ.Ｗｅｉｎｈｅｉｍ:Ｗｉｌｅｙ￣ＶＣＨꎬ２０１２.[１９]ＵＴＺＩＮＧＥＲＵꎬＲＩＣＨＡＲＤＳ￣ＫＯＲＴＵＭＲＲ.Ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｐｒｏｂｅｓｆｏｒｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｏｐｔｉｃａｌｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ[Ｊ].Ｊ.Ｂｉｏｍｅｄ.Ｏｐｔ.ꎬ２００３ꎬ８(１):１２１￣１４７.[２０]ＳÁＮＣＨＥＺ￣ＥＳＣＯＢＡＲＳꎬＨＥＲＮÁＮＤＥＺ￣ＣＯＲＤＥＲＯＪ.Ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｓｕｓｉｎｇｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆｒｏｍｒａｒｅ￣ｅａｒｔｈｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].Ｏｐｔ.Ｌｅｔｔ.ꎬ２０１９ꎬ４４(５):１１９４￣１１９７.[２１]ＭＯＲＡＤＩＶꎬＡＫＢＡＲＩＭꎬＷＩＬＤＰ.Ａｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ￣ｂａｓｅｄｐＨｓｅｎｓｏｒｗｉｔｈｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｍｉｘｉｎｇａｎｄｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｗｉｄｅｒａｎｇｅｐＨｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ:Ｐｈｙｓ.ꎬ２０１９ꎬ２９７:１１１５０７.[２２]帅彬彬.光子晶体光纤表面等离子体共振传感机理及其技术研究[Ｄ].武汉:华中科技大学ꎬ２０１３.ＳＨＵＡＩＢＢ.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｈｅＰｈｏｔｏｎｉｃＣｒｙｓｔａｌＦｉｂｅｒＢａｓｅｄＰｌａｓｍｏｎｉｃＳｅｎｓｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＩｔｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅ[Ｄ].Ｗｕｈａｎ:ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１３.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２３]ＬＩＺＹꎬＸＵＹＸꎬＦＡＮＧＷꎬｅｔａｌ..Ｕｌｔｒａ￣ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎａｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｃｈｉｐ[Ｊ].Ｓｅｎｓｏｒｓꎬ２０１５ꎬ１５(３):４８９０￣４８９８.[２４]ＺＨＡＮＧＺＨꎬＨＵＡＦꎬＬＩＵＴꎬｅｔａｌ..Ａｄｏｕｂｌｅ￣ｔａｐｅｒｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ￣ｂａｓｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｗａｖｅｏｔｈｅｒｔｈａｎｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｗａｖｅｉｎａｌｌ￣ｆｉ￣ｂｅｒｉｍｍｕｎｏｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｂｉｏｓｅｎｓｏｒｆｏｒｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉＯ１５７:Ｈ７[Ｊ].ＰＬｏＳＯｎｅꎬ２０１４ꎬ９(５):ｅ９５４２９.[２５]刘婷.基于荧光与表面增强拉曼光谱的光纤生化传感器[Ｄ].北京:清华大学ꎬ２０１４:２６￣２７.ＬＩＵＴ.ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｅｎｓｏｒＢａｓｅｄｏｎＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｎｈａｎｃｅｄＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒａ[Ｄ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:Ｔｓｉｎｇ￣ｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１４:２６￣２７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２６]邸志刚ꎬ贾春荣ꎬ姚建铨ꎬ等.基于银纳米颗粒的ＨＣＰＣＦＳＥＲＳ传感系统优化设计[Ｊ].红外与激光工程ꎬ２０１５ꎬ４４(４):１３１７￣１３２２.ＤＩＺＧꎬＪＩＡＣＲꎬＹＡＯＪＱꎬｅｔａｌ..ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｎＨＣＰＣＦＳＥＲＳｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｓｉｌｖｅｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].ＩｎｆｒａｒｅｄＬａｓｅｒＥｎｇ.ꎬ２０１５ꎬ４４(４):１３１７￣１３２２.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[２７]ＣＲＥＧＡＮＲＦꎬＭＡＮＧＡＮＢＪꎬＫＮＩＧＨＴＪＣꎬｅｔａｌ..Ｓｉｎｇｌｅ￣ｍｏｄｅｐｈｏｔｏｎｉｃｂａｎｄｇａｐｇｕｉｄａｎｃｅｏｆｌｉｇｈｔｉｎａｉｒ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ１９９９ꎬ２８５(５４３３):１５３７￣１５３９.[２８]ＣＨＥＮＨＦꎬＪＩＡＮＧＱＪꎬＱＩＵＹＱꎬｅｔａｌ..Ｈｏｌｌｏｗ￣ｃｏｒｅ￣ｐｈｏｔｏｎｉｃ￣ｃｒｙｓｔａｌ￣ｆｉｂｅｒ￣ｂａｓｅｄｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄｓｅｎｓｏｒｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ￣ｉｎｄｕｃｅｄ￣ｅｍｉｓｓｉｏｎｍｏｌｅｃｕｌｅｓ[Ｊ].Ａｎａｌ.Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１９ꎬ９１(１):７８０￣７８４.[２９]ＹＵＪꎬＺＨＡＯＸＭꎬＬＩＵＢＨꎬｅｔａｌ..Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎｌａｓｉｎｇｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｈｏｌｌｏｗ￣ｃｏｒｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｏｐｔｏｆｌｕｉｄｉｃｌａｓｅｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｒｅｓｏｎａｎｔｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒ[Ｊ].Ｏｐｔ.ＦｉｂｅｒＴｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０２０ꎬ５８:１０２２８１.[３０]ＢＯＤＯＭꎬＢＡＬＬＯＮＩＳꎬＬＵＭＡＲＥＥꎬｅｔａｌ..Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｕｂ￣ｔｏｘｉｃｃａｄｍｉｕｍｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｎｂｏｎｅｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｇｒａｍ:ｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｎｉｎｖｉｔｒｏｓｔｕｄｙ[Ｊ].Ｔｏｘｉｃｏｌ.Ｖｉｔｒｏꎬ２０１０ꎬ２４(６):１６７０￣１６８０.[３１]ＦＡＴＴＡ￣ＫＡＳＳＩＮＯＳＤꎬＫＡＬＡＶＲＯＵＺＩＯＴＩＳＩＫꎬＫＯＵＫＯＵＬＡＫＩＳＰＨꎬｅｔａｌ..Ｔｈｅｒｉｓｋｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒｒｅｕｓｅａｎｄｘｅｎｏｂｉｏｔｉｃｓｉｎｔｈｅａｇｒｏｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ[Ｊ].Ｓｃｉ.ＴｏｔａｌＥｎｖｉｒｏｎ.ꎬ２０１１ꎬ４０９(１９):３５５５￣３５６３.[３２]ＺＨＯＵＭＪꎬＧＵＯＪＪꎬＹＡＮＧＣＸ.ＲａｔｉｏｍｅｔｒｉｃｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒＦｅ３＋ｉｏｎｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ￣ｄｏｐｅｄｈｙ￣ｄｒｏｇｅｌｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１８ꎬ２６４:５２￣５８.[３３]ＺＨＡＯＬＸꎬＤＩＦꎬＷＡＮＧＤＢꎬｅｔａｌ..Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆｃａｒｂｏｎｄｏｔｓｕｎｄｅｒｓｔｒｏｎｇａｌｋａｌｉｎｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓ:ａｎｏｖｅｌｉｎｓｉｇｈｔｉｎ￣ｔｏｃａｒｂｏｎｄｏｔｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].Ｎａｎｏｓｃａｌｅꎬ２０１３ꎬ５(７):２６５５￣２６５８.[３４]ＭＵＲＲＡＹＣＢꎬＮＯＲＲＩＳＤＪꎬＢＡＷＥＮＤＩＭＧ.ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｅａｒｌｙｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅＣｄＥ(Ｅ＝ｓｕｌｆｕｒꎬｓｅ￣ｌｅｎｉｕｍꎬｔｅｌｌｕｒｉｕｍ)ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ１９９３ꎬ１１５(１９):８７０６￣８７１５.[３５]ＬＩＵＹＦꎬＴＡＮＧＸＳꎬＨＵＡＮＧＷꎬｅｔａｌ..Ａｆｌｕｏｒｏｍｅｔｒｉｃｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｎａｎｏｐｒｏｂｅｆｏｒｃｏｐｐｅｒ(Ⅱ)ｂｙｕｓｉｎｇＡｇＩｎＺｎＳｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓ[Ｊ].Ｍｉｃｒｏｃｈｉｍ.Ａｃｔａꎬ２０２０ꎬ１８７(２):１４６.[３６]ＧＯＮÇＡＬＶＥＳＨＭＲꎬＤＵＡＲＴＥＡＪꎬＥＳＴＥＶＥＳＤＡＳＩＬＶＡＪＣＧ.ＯｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｆｏｒＨｇ(Ⅱ)ｂａｓｅｄｏｎｃａｒｂｏｎｄｏｔｓ[Ｊ].Ｂｉｏｓｅｎｓ.Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２０１０ꎬ２６(４):１３０２￣１３０６.[３７]ＬＩＵＴꎬＷＡＮＧＷＱꎬＪＩＡＮＤꎬｅｔａｌ..Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｒｅｍｏｔｅａｎｄｏｎ￣ｓｉｔｅＨｇ２＋ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｔｈｅｈａｎｄｈｅｌｄｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｂａｓｅｄ１２７８㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４１卷ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒ(ＳＯＦＦＳ)[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１９ꎬ３０１:１２７１６８.[３８]创新.ＳＩＭ系列痕量爆炸物探测器[Ｊ].军民两用技术与产品ꎬ２００７(１２):３１.ＣＨＵＡＮＧＸ.ＳＩＭｓｅｒｉｅｓｔｒａｃｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅｄｅｔｅｃｔｏｒ[Ｊ].Ｕｎｉｖｅｒｓ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.Ｐｒｏｄ.ꎬ２００７(１２):３１.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[３９]ＣＨＵＦＨꎬＹＡＮＧＪＪ.Ｃｏｉｌ￣ｓｈａｐｅｄｐｌａｓｔｉｃｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｈｅａｄｓｆｏｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｂａｓｅｄＴＮＴｓｅｎｓｉｎｇ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＡ:Ｐｈｙｓ.ꎬ２０１２ꎬ１７５:４３￣４６.[４０]ＬＩＵＦＫꎬＣＵＩＭＸꎬＭＡＪＪꎬｅｔａｌ..Ａｎｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔａｐｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｂｅｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏ￣ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓｂａｓｅｄｏｎｔｅｔｒａ￣ｐｈｅｎｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｗｉｔｈａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ￣ｉｎｄｕｃｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎ[Ｊ].Ｏｐｔ.ＦｉｂｅｒＴｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１７ꎬ３６:９８￣１０４.[４１]ＹＡＮＧＪＣꎬＳＨＥＮＲꎬＹＡＮＰＸꎬｅｔａｌ..Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｅｎｓｏｒｆｏｒｖｏｌａｔｉｌｅｔｒａｃｅｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓｂａｓｅｄｏｎａｈｏｌｌｏｗｃｏｒｅｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｆｉｂｅｒ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０２０ꎬ３０６:１２７５８５.[４２]ＤＩＮＧＬＹꎬＦＡＮＣꎬＺＨＯＮＧＹＭꎬｅｔａｌ..ＡｓｅｎｓｉｔｉｖｅｏｐｔｉｃｆｉｂｅｒｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎＣｄＳｅＱＤｓｆｌｕｏｒｏｐｈｏｒｅｆｏｒｎｉｔｒｉｃｏｘｉｄｅｄｅ￣ｔｅｃｔｉｏｎ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１３ꎬ１８５:７０￣７６.[４３]邓辉ꎬ王晓英ꎬ肖吉群ꎬ等.基于荧光猝灭的锥尖型光纤氧传感探头[Ｊ].仪表技术与传感器ꎬ２０１５(７):１４￣１７.ＤＥＮＧＨꎬＷＡＮＧＸＹꎬＸＩＡＯＪＱꎬｅｔａｌ..Ｃｏｎｉｃａｌｔａｐｅｒｅｄｔｉｐｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｓｅｎｓｏｒｐｒｏｂｅｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇ[Ｊ].Ｉｎｓｔｒｕｍ.Ｔｅｃｈ.Ｓｅｎｓ.ꎬ２０１５(７):１４￣１７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[４４]ＥＮＤＲＥＳＳ＋ＨＡＵＳＥＲ.ＴｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｘｙｍａｘＣＯＳ６１Ｄ/ＣＯＳ６１[ＥＢ/ＯＬ].(２０１８￣０７￣１７)[２０２０￣０５￣２９].ｈｔ￣ｔｐｓ://ｐｏｒｔａｌ.ｅｎｄｒｅｓｓ.ｃｏｍ/ｗａ００１/ｄｌａ/５０００５４３/５８９４/０００/０４/ＴＩ００３８７ＣＥＮ＿１３１２.ｐｄｆ.[４５]ＺＨＡＯＹＴꎬＰＡＮＧＣＬꎬＷＥＮＺꎬｅｔａｌ..Ａｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｌｉｆｅｔｉｍｅ[Ｊ].Ｏｐｔ.Ｃｏｍ￣ｍｕｎ.ꎬ２０１８ꎬ４２６:２３１￣２３６.[４６]ＡＮＲＩＴＳＵＭＥＴＥＲＣＯ.ꎬＬＴＤ.ＦｉｂｅｒＯｐｔｉｃｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒＦＬ￣２０００ｕｓｅｒ ｓｍａｎｕａｌ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１９￣０１￣２１)[２０２０￣０５￣２９].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ａｎｒｉｔｓｕ￣ｍｅｔｅｒ.ｃｏｍ.ｃｎ.[４７]ＡＮＲＩＴＳＵＭＥＴＥＲＣＯ.ꎬＬＴＤ.４￣ｃｈａｎｎｅｌＦｉｂｅｒＯｐｔｉｃｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ ＡＭＯＴＨ ＦＬ￣２４００ｕｓｅｒ ｓｍａｎｕａｌ[ＥＢ/ＯＬ].(２０１９￣０１￣２１)[２０２０￣０５￣２９].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ａｎｒｉｔｓｕ￣ｍｅｔｅｒ.ｃｏｍ.ｃｎ.[４８]萩原康二ꎬ郝文杰.荧光式光纤温度计[Ｊ].传感器技术ꎬ１９９３(６):５６￣５８.ＫＯＪＩＨꎬＨＡＯＷＪ.Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ[Ｊ].Ｊ.Ｔｒａｎｓ.Ｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ１９９３(６):５６￣５８.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[４９]ＴＯＮＸＡꎬＡＣＨＡＶꎬＢＯＮＯＭＩＰꎬｅｔａｌ..Ａｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｗａｖｅｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｓｅｎｓｏｒｃｏａｔｅｄｗｉｔｈａｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｒｉｎ￣ｔｅｄｐｏｌｙｍｅｒａｓａｓｅｌｅｃｔｉｖｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｂｅ[Ｊ].Ｂｉｏｓｅｎｓ.Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎ.ꎬ２０１５ꎬ６４:３５９￣３６６.[５０]ＺＨＵＹＹꎬＣＵＩＭＸꎬＭＡＪＪꎬｅｔａｌ..Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｄ￣ａｓｐａｒｔｉｃａｃｉｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｉｏｌ￣ｅｎｅｃｒｏｓｓ￣ｌｉｎｋｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｒｉｎｔｅｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｐｒｏｂｅ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０２０ꎬ３０５:１２７３２３.[５１]ＮＧＵＹＥＮＴＨꎬＬＩＮＹＣꎬＣＨＥＮＣＴꎬｅｔａｌ..Ｆｉｂｒｅｏｐｔｉｃｃｈｌｏｒｉｄｅｓｅｎｓｏｒｂａｓｅｄｏｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｑｕｅｎｃｈｉｎｇｏｆａｎａｃｒｉｄｉｎｉｕｍｄｙｅ[Ｃ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＴｈｅ２０ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｒｅＳｅｎｓｏｒｓꎬＥｄｉｎｂｕｒｇｈꎬ２００９:７５０３１４￣１￣５.[５２]ＰＯＬＬＥＹＮꎬＳＩＮＧＨＳꎬＧＩＲＩＡꎬｅｔａｌ..ＵｌｔｒａｆａｓｔＦＲＥＴａｔｆｉｂｅｒｔｉｐｓ:ｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｏｆｍｏ￣ｌｅｃｕｌａｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢ:Ｃｈｅｍ.ꎬ２０１５ꎬ２１０:３８１￣３８８.[５３]ＧＵＯＪＪꎬＮＩＵＭＸꎬＹＡＮＧＣＸ.Ｈｉｇｈｌｙｆｌｅｘｉｂｌｅａｎｄｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅｏｐｔｉｃａｌｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ[Ｊ].Ｏｐ￣ｔｉｃａꎬ２０１７ꎬ４(１０):１２８５￣１２８８.[５４]崔红.胆甾修饰ＯＰＥ衍生物薄膜的创制及其荧光传感性能研究[Ｄ].西安:陕西师范大学ꎬ２０１３:３１￣３７.ＣＵＩＨ.ＣｒｅａｔｉｏｎｏｆＣｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃＭｏｄｉｆｉｅｄＯＰＥＤｅｒｉｖａｔｉｖｅＦｉｌｍａｎｄＩｔｓＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＳｅｎｓｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｄ].Ｘｉ ａｎ:ＳｈａａｎｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１３:２６￣２７.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[５５]李晓峰.稀土掺杂碳量子点的制备及其荧光性能的研究[Ｄ].济南:济南大学ꎬ２０１９:１７￣２０.ＬＩＸＦ.ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＲａｒｅＥａｒｔｈＤｏｐｅｄＣａｒｂｏｎＱｕａｎｔｕｍＤｏｔｓ[Ｄ].Ｊｉｎａｎ:ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉ￣ｎａｎꎬ２０１４:１７￣２０.(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)陈静(１９９７－)ꎬ女ꎬ重庆人ꎬ硕士研究生ꎬ２０１５年于重庆邮电大学获得学士学位ꎬ主要从事光纤荧光传感的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｍ２０１９７２４５８＠ｈｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎ夏历(１９７６－)ꎬ男ꎬ湖北武汉人ꎬ博士ꎬ教授ꎬ博士研究生导师ꎬ２００４年于清华大学获得博士学位ꎬ主要从事光纤通信与光纤传感的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｘｉａｌｉ＠ｈｕｓｔ.ｅｄｕ.ｃｎ。
绿色前体合成的碳量子点荧光猝灭法快速检测药物中痕量铁离子
绿色前体合成的碳量子点荧光猝灭法快速检测药物中痕量铁离子1. 引言药物中的微量金属离子污染是一个重要的问题，因为这些金属离子可能对人体健康产生不良影响。
其中，痕量铁离子是一种常见的污染物。
因此，开发一种快速、灵敏且可靠的方法来检测药物中的痕量铁离子具有重要意义。
本文将介绍一种基于绿色前体合成的碳量子点荧光猝灭法来快速检测药物中的痕量铁离子。
该方法具有高灵敏度、高选择性和简单易操作等优点，可用于实际应用中。
2. 碳量子点和荧光猝灭原理2.1 碳量子点碳量子点是一种新型的纳米材料，由于其优异的光学性质和生物相容性，在生命科学、能源储存和传感器等领域得到了广泛应用。
碳量子点具有较小的尺寸（通常在1-10纳米之间）、高比表面积和丰富的官能团，这些特性使其成为一种理想的荧光探针。
2.2 荧光猝灭原理荧光猝灭是指在某些特定条件下，外加某种物质后荧光强度减弱或消失的现象。
在本文中，我们将利用碳量子点与药物中的铁离子相互作用引起的荧光猝灭现象来实现对铁离子的快速检测。
3. 绿色前体合成碳量子点方法本文采用了一种绿色前体合成碳量子点的方法。
该方法基于天然有机物作为碳源，无毒、环保且易得到。
以下是具体步骤：1.准备天然有机物（如柠檬、茶叶等）作为碳源。
2.将天然有机物切碎并置于高温炉中进行干燥处理。
3.将干燥后的天然有机物放入炉管中，在惰性气氛下进行高温裂解反应。
4.将裂解产物溶于适当溶剂中，并通过过滤和离心等操作得到纯净的碳量子点溶液。
4. 碳量子点与铁离子的相互作用研究发现，碳量子点与铁离子之间存在一种特殊的相互作用关系。
当药物中含有铁离子时，铁离子会与碳量子点表面的官能团发生配位作用，导致荧光信号被猝灭。
这种猝灭现象可以通过荧光光谱检测来实现对药物中痕量铁离子的快速检测。
5. 荧光猝灭法快速检测方法5.1 样品处理将待检样品（如药物片剂、注射液等）溶解在适当溶剂中，并经过必要的预处理步骤（如稀释、过滤等）得到待测样品溶液。
基于荧光猝灭技术痕量炸药探测器的加热进样结构[发明专利]
![基于荧光猝灭技术痕量炸药探测器的加热进样结构[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/eeb2509aa26925c52cc5bff0.png)
专利名称：基于荧光猝灭技术痕量炸药探测器的加热进样结构专利类型：发明专利
发明人：梁必武,李臻,姚立军,王文鹏,黄海峰,柴俊,谢辉,张培刚,徐燕,汪青
申请号：CN201711453432.8
申请日：20171228
公开号：CN107991278A
公开日：
20180504
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于荧光猝灭技术痕量炸药探测器的加热进样结构，包括进样结构、加热结构和耗材，所述加热结构活动套在进样结构的外壁上；所述耗材活动插入加热结构内；所述进样结构内贯通设置有三孔环形通道，三孔环形通道的底部设置有导流汇聚结构；所述进样结构的底部设置有用于配合耗材插入的凹台；所述进样结构和加热结构之间设置有螺纹紧固结构；所述耗材的中间位置贯通设置有耗材通道，且耗材通道与三孔环形通道错开。
本发明的加热进样结构安装、清洗、维护简单高效，增加了炸药分子的收集面积，大大提高了炸药分子的收集效率；消除了环境光线直接射入耗材通道的风险；提高了炸药分子对耗材的猝灭效率，间接提高了检测的探测限度。
申请人：湖南华南光电科技股份有限公司
地址：415000 湖南省常德市武陵区穿紫河街道办事处西园社区滨湖路670号
国籍：CN
代理机构：苏州中合知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：李中华
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一种新型碳量子点的合成及其对铜离子的检测
一种新型碳量子点的合成及其对铜离子的检测邓亚君;付琛;魏静;付爱玲【摘要】实验合成了一种表面带有丰富-NH2和-OH、粒径均一且荧光性质稳定的荧光碳量子点.基于铜离子对该碳量子点的荧光淬灭,建立了一种快速简便、灵敏、选择性高的测定铜离子的方法.方法中,在优化得到的最佳条件下,铜离子浓度为1 ～100 μmol/L时,反应体系的荧光淬灭程度与铜离子浓度呈良好的线性关系,最低检出限为:0.23μmol/L.不仅如此,此方法在实际样品中的应用效果也被进一步证实.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)011【总页数】4页(P132-135)【关键词】碳量子点;荧光淬灭;铜离子检测【作者】邓亚君;付琛;魏静;付爱玲【作者单位】西南大学药学院,重庆400715;西南大学药学院,重庆400715;西南大学药学院,重庆400715;西南大学药学院,重庆400715【正文语种】中文【中图分类】O657.3铜是人体必需的微量元素之一，广泛参与机体的生理、生化代谢过程，多种酶的代谢活动都与铜息息相关。
但是，体内含铜水平过高也会引起机体发生病变，有研究表明：癌症患者的血清铜水平明显高于正常人[1,2]。
因此，建立高灵敏度测定微量或痕量Cu2+的方法具有重要意义。
目前检测铜离子的方法包括火焰原子吸收光谱法[3]、电感耦合等离子体质谱法[4]、流动注射分析法[5]和分光光度法[6]等。
碳量子点作为碳纳米家族中的后起之秀，具有激发光宽且连续，一元激发，多元发射[7]、荧光稳定性好[8]等优异的荧光性能，并且还具有分子量低、粒径小(小于10 nm)[9]、生物毒性低[10]等优点，正逐渐代替金属量子点和有机染料被广泛应用于生物成像[11,12]和荧光分析[13,14]等领域。
实验以葡萄糖为碳源，聚乙烯亚胺(PEI)为钝化剂，采用微波辅助的方法一步合成碳量子点，该碳量子点具有优良的荧光性质。
基于铜离子对该碳量子点的荧光淬灭，建立了一种快速简便、灵敏、低成本的测定铜离子的方法。
量子点探针测定痕量金属离子
量子点探针测定痕量金属离子李建华;张勇;李英【摘要】量子点是近几年发展起来的新型纳米材料.因其独特而优良的荧光特性,量子点成为了一种具有很大发展潜力的荧光探针.将量子点作为标记物的荧光分析法也成为国内外研究学者的研究热点.这种新型荧光分析法已经广泛地应用于生物科学、医学、分析化学等领域,并显示出极大的优越性.本文集中叙述了修饰剂对量子点的荧光性质的影响和量子点在分析检测痕量金属离子方面的应用,讨论了金属离子与量子点作用后荧光猝灭或荧光增强的可能的机理.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2010(024)011【总页数】4页(P46-49)【关键词】量子点;痕量分析;荧光探针;金属离子【作者】李建华;张勇;李英【作者单位】成都理工大学,材料与化学化工学院,四川,成都,610059;成都理工大学,材料与化学化工学院,四川,成都,610059;成都理工大学,材料与化学化工学院,四川,成都,610059【正文语种】中文【中图分类】O657.3作为新型荧光探针的量子点，具有激发光波长范围宽且激发谱为连续谱带，较大的斯托克斯位移和狭窄对称的荧光谱峰，强抗光致漂白能力，且发光颜色具有尺寸依赖性等优良的荧光特性。
1998年，Alivisatos[1]和Nie[2]等分别攻克了以量子点作为生物探针与生物之间相容性问题的难关，量子点逐渐成为学者们的研究对象，并且广泛应用于生物，食品安全，生命科学[3，4]等领域。
而工农业生产使一些有毒金属离子、贵金属离子不可避免的进入环境造成污染。
2002年，Chen[5]等首次提出了以量子点作为荧光探针检测重金属离子的新方法，量子点的研究很快成为了分析测试领域研究的热点。
量子点在环境监测及分析化学中的应用也越来越受到关注。
1 量子点荧光探针检测金属离子的特点和优势目前，检测微量和痕量的金属离子的主要方法有原子吸收光谱法、极谱法、溶出伏安法、X射线法、中子活化法、电感耦合等离子原子发射光谱法、电感耦合等离子质谱法[6]等。
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２００４，（３）：４１．
［３］ｚＨＥＮＧＨｕａ—ｊｉ“ｇ，ｚＨＥＮＧ Ｊｉａ—ｇｕｉ，ＦＥＮＧｕａｒｌｇ—ｈｕａｎ［Ｊ］．ｅｔ ａ１．
室温下，向传感器比色皿内加入６２０Ⅲ彬Ｌ的铜离子溶液，每隔５
秒记录一次传感器的输出电压值，结果如图４所示。可以看出反应 刚开始时检测电压变化的速率较快，但２０秒后电压增强的速率变 慢，５０秒后电压变化很小，趋于稳定，说明传感器对ｃＩｌ２＋检测时间 为５０秒，满足现场快速检测要求。 ２．２可重复性 本实验中，采用多次测量的相对标准偏差来反应系统的重复性。
（３）
其中：吼为单次测量值；ｎｏ为标准浓度６００ＩｌＩｒ彬Ｌ；Ｒ＝９５０ｎＨｌ０Ｌ／Ｌ
２检测试验
２．１
∞
柏
一毫一錾查。＾
∞
ｏ
Ｏ
１０
２０：砷 Ｔｌｍｅ（Ｓ）
４ｎ
５０
６Ｄ
图４传感器响应时间 表２重复性测量结果
铡量显示值 （％） 次数
１
平均值
百（％）
标准相：时标准 偏差５
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２．１ｎｓｌｉｔｕｔｅ ０ｆ ＩｎｔｅｕｉｇｅｒＩｔ Ｍａｃｈｉｎｅｓ．Ｃ｝ｌｉｎｅｓｅ ｕｓｅｄｆｏｒ ０ｎ—ｓｉｔｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
激光器（法国０Ⅺｄｕｓ公司，波长４０５一，输出功率２５０ｒ｜ｌＷ，功率稳定性±
Ｏ．５％，光学噪声＜０．５％，光束质量＜１．３５）、分光器、石英比色皿、滤波 片（５００ｌ一高通）、聚光透镜等组成。半导体激光器自带温度补偿电路， 有相对稳定的输出功率与波长；选用的高通滤光片滤除波长小于
５咖ｎ的干扰信号（主要是激光源发出的４∞Ⅲ的紫色光与环境中的
图２加入不同浓度Ｃｕ２＋的检测结果
””
２
３
踊 踊
６０ｌ
４ ５ ６
７
∞２
６００
选取浓度范围在０至３０００ｎ—叫／Ｌ的ｃｕ２＋溶液，利用本文设计的 传感器进行检测，以输出的电压差值作为坐标Ｙ轴，ｃｕ２＋浓度值作为 ｘ轴，结果如图２所示。
蹒
６０４ 国７ ∞３
５９９．７
３．４１６
Ｏ．００５６９６
８ ９ ∞ ∞ １０
㈩Ｉ ’Ｉ芯器？；’，尚
荧光检测电路主要由前级光电转换放大电路和后级滤波放大电 路组成。前级放大电路采用互阻放大器，实现了微弱光电流到一定电 压的转换。后级滤波放大电路使用的是二阶压控电压源低通滤波。它 是由两节Ｒｃ滤波电路和同相比例放大电路组成。 嵌人式处理显示电路的硬件结构主要微处理器和外围扩展的
ｅｑｕａＩｉｏｎ
Ｙ：Ｏ．１１８６９＊ｘ＋１４．４７２６８。ｔＩｌｅｌｉｌｌｅａＩｉｔｙＯ．９９３５８，ｔＩｌｅ ｓ｝ｌｏｗｓｔｌｌａｔ“ｓ ｓｅｎｓｏｒＩＴｌｅｅｔｓ岫ｄｅⅡ姗ｄ
咖ｎｄａＩｄ
０ｆｆｉｅｌｄ
ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ４．６３０９９。ａｎｄｔ｝ｌｅ
ｓｅ晰也．卟。ｒｅＦｌｅａｔａｂｉｌｊｔｙ
０ｆｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓ ９００ｄ．１ｌ
郑守国等：基于量子点荧光淬灭技术的痕量ｃｆ＋检测传感器研究 ＩＡＳＥＲ ＪＯｕＲＮＡＬ（Ｖ０１．３４．Ｎｏ．１．２０１３） 《激光杂志》２０１３年第３４卷第１期
３９
基于量子点荧光淬灭技术的痕量Ｃｕ２＋检测传感器研究
郑守国１，一，李淼２，张健２，胡泽林２
／１．中科院安徽光学与精密机械研究所，合肥２３１５００；＼ ＼２．中科院合肥智能机械研究所，合肥３３１５００
器。ＡＩ瑚蚴０１ｒ实现了肼ｕ，Ａ＾Ⅱ认ＢＵＳ和Ｈａｒｖ“高速缓冲体系结构。
ｃｕ２＋浓度是根据ＡＤ转换的电压变化值和铜离子标准曲线获得， 这条标准曲线通过标准溶液实验得到，通过应用程序实现电压到铜
收稿日期：２０１２一１２一０４ 基金项目：国家科技支撑项目（２０１２ＢＡＪ２４８０２）。 作者简介：郑守国（１９８５一），安徽省庐江县人，博士研究生，主要从 事农业环境污染检测技术研究。
关键词：甜ｒｅ量子点；重金属检测；荧光淬灭；光化学传感器
中图分类号：Ｔ№船．１
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文献标识码：Ａ
文章编号：吆５３—２７４３（加１３）０１一帅３９一舵
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信号处理模块完成微弱信号的转换、放大、比对与显示，主要由荧
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１传感器设计
ｃｕ２＋检测传感器主要结构包括激光器对量子点的荧光激发、淬灭 以及对微弱检测信号的分析与处理，试验中用到的量子点溶液是按照 文献【５’的方法制备的。传感器总体结构如图１所示。 １．１光学感知模块 光学感知模块完成激光光源的输出与荧光的激发，它包括半导体
离子浓度的转化显示。ｃｕ２＋浓度显示应用程序基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ操 作系统，Ｉ血ｕ）【内核是Ｌｊｎｕ）【操作系统的核心，它包括系统通用接口、 进程管理模块、存储管理模块、虚拟文件系统、网络协议协议栈和设
万方数据
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备驱动等。设备驱动又是Ｌｉｎｕｘ内核的重要组成部分，荧光系统检测 到的电压值是通过ＡＤ转换驱动传递给应用程序实现显示、通信功能。 荧光传感器检测系统包括ＩＪｃＤ触摸屏、ＤＭ９０００网卡、串口和ＡＤ转换 等设备驱动，它们是嵌入式硬件系统与“ｒｍｘ操作系统间的软件接口。
１．３
标准偏差与相对标准偏差。
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ｄ
ｎ
×１００％＝０．５２６３％
（１）
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Ｃｍ量子点制备
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为系统测量范围。
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（２）
依照文献１５Ｊ中的量子点制备方法，取０．挖８４９氯化镉（Ｃｄａ２・２．５心Ｏ） 与０．１９２鲰巯基乙胺样品，混合后加入到２妇ｎＬ超纯水（除氧）中，再利用 盐酸将其ＰＨ值调到５，制成含有巯基化合物与镉离子的混合溶液。 然后，将５ｍＬ浓度为Ｏ．５Ｍ的稀硫酸溶液注入该混合溶液中。将Ｈ２Ｔｅ 通人上述镉离子溶液中，匀速搅拌２０分钟后，加热回流，可得到表面 氨基功能化的碲化镉量子点水溶液【５］。
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∞
３
结论
本文在研究ｃｄＴｅ量子点荧光淬灭技术的基础上，设计了一种现
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场快速检测铜离子的传感器。实验表明，该传感器在５０至１０００ｎｎｄ／ Ｌ范围内能够有效的检测ｃｕ２＋浓度，线性度达到０．９９３５８，检测时间 约为５０秒。本文的设计为测定痕量ｃｕ２＋提供了一种低成本、快速的 现场检测传感器。
ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ叩ｙ∞ｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ ＡＩＩａｌｙｓｉｓ，２００５，２５（７）：１０ｒ７１． ［４］ｌ“压ａ１１９，Ｈａｉｂ０办ｏｕ，Ｑｉｎ铲０ｎｇ Ｍｅｉ［Ｊ］．ｅｔ ａ１．ＩｎｓＩ蚰ｔ Ｖｉｓｕａｌ 珧ｔｅ【：ｔｉ叽ｏｆ’ｍｎｉｔｍｔ０１ｕｅｎｅ Ｐａｎｉｃｕｌａｔｅｓ ｏｎ Ｖａｒｉ０Ｌｌｓ Ｓｕｄ砬ｅｓ ｂｙ Ｉｈｉｏｍｅ砸ｃ几ｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ０ｆ Ｄｌｌａｌ一Ｅ商商０ｎ Ｑｕ跚ａⅡｎ
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图３标准曲线
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参考文献
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ｎａｌ【ｅｄ—ｅｙｅ
由图可见，在Ｃｕ２＋浓度为Ｏ至３０００ｍｏＬ／Ｌ范围内，检测结果的线 性关系不是很理想。通过嘶甭ｎ软件进行线性拟合分析，发现检测结
果在ｃｕ２＋浓度５０至１０００ｈｌｒ肿】／Ｌ范围内具有较好的线性关系，拟合后 的直线方程为Ｙ＝０．１１８６９＊ｘ＋１４．４７２６８，线性度为Ｏ．９９３５８，标准方 差为４．６３０９９。传感器检测系统可以通过电压变化的线性回归方程 计算出Ｃｕ：＋浓度，标准曲线如图４所示。
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