荧光硫量子点的制备及其在金属离子检测中的应用

背景介绍荧光量子点具有尺寸依赖特性、光致发光可调、比表面积大、荧光量子产率高、光稳定性强等优点，被广泛应用于传感、光催化、发光二级管、生物医疗等领域，而传统量子点常含有毒性的重金属元素，这一定程度限制了其在环境方面的应用。硫量子点由于其良好的抗菌性和低毒性，已成为当前的研究热点之一。以硫量子点为基础构建的荧光传感方法具有操作简单、抗干扰能力强、检测速度快、准确度高等特点，在复杂样品中金属离子的检测方面具有广阔的研究前景。文章亮点1.综述了硫量子点的常用制备方法，从合成原料、荧光量子产率、反应时间等方面讨论了各种方法的优缺点，为硫量子点的合成方法提供了选择；2.从检测原理的角度，详细地讨论了硫量子点在金属离子检测方面的应用情况，为金属离子的检测应用提供了参考；3.

对硫量子点的发展提出了展望，为进一步开发新的金属离子检测方法提供了路径选择。内容介绍1

SQDs的合成方法1.1

组装-裂变合成采用相界面合成法[9]所合成的SQDs虽然具有一定的光稳定性，能发射出蓝色荧光。Shen等[10]在2018年首次报道了一种以聚乙二醇（PEG）作为分散剂，经组装-裂变机制合成SQDs的方法（图1）。1.2

过氧化氢辅助合成采用组装-裂变合成的SQDs虽然荧光量子点产率得了改善，但是反应周期仍然较长。为解决这一问题，Wang等[11]在2019年采用过氧化氢作为氧化剂，对硫点进行处理，合成SQDs（图2）。1.3

水热法合成水热法制备SQDs通常需要将反应前驱体加入到反应釜中，在高温下通过溶剂热反应合成SQDs。报道了一种基于乙二胺溶剂的水热法合成SQDs的方法（图3），将荧光量子产率提高到87.8%。1.4

超声-微波辅助合成近年来，研究人员在提高SQDs的荧光量子点产率、拓展SQDs的应用方面取得了长足的进步，但在SQDs的合成方法方面仍然存在着合成周期长、效率低等难以克服的困难。提出采用超声辅助的方法对SQDs的前驱体进行后处理合成SQDs（图4）。1.5

氧气氛合成为快速、大规模、高效地生产SQDs，报道了一种在纯氧气氛下，由单质硫大规模合成SQDs的方法（图5）。2

SQDs用于金属离子的检测SQDs相较于其他荧光量子点，具有毒性低、化学性质稳定、生物相容性好、抗菌性好等特点在分析检测领域有广泛应用。2.1

荧光猝灭检测金属离子大多数金属离子加入到SQDs中会引起SQDs的荧光信号减弱，具体可分为静态猝灭和动态猝灭。2.2

荧光增强检测金属离子有些金属离子加入到SQDs中，不但不会引起SQDs的荧光信号减弱，反而会增强SQDs的荧光信号。2.3

比率探针检测金属离子与单荧光发射的测定相比，比率荧光法是利用双荧光发射信号进行测定，其外部环境、仪器和参数对双荧光信号的干扰都是同步的，可以通过双荧光信号之间的比值进行干扰消除，因此具有自校准功能，检测结果更准确。3

结论与展望SQDs自首次报道合成以来，由于其独特的光学性质，使得其成为最有研究潜能的荧光纳米材料。SQDs具有良好的抗菌性、低毒性和优异的光学性质，比CdSe、Ag2S、ZnS等传统量子点材料更适用于构建荧光分析平台。相比与常用的检测方法，如ICP-MS、AFS、AAS等检测方法，SQDs的检测方法具有操作简单、实验成本低、检出限低、灵敏度高、检出速度快