基于硅掺杂红光碳点的开关型荧光传感器应用于离子检测

　　摘要： 

　　铜离子和L-半胱氨酸在人体内各种病理和生理进程中一直起着重要作用，生物体系中的铜离子和L-Cys浓度异常都会导致多种疾病的发生。我们构建了红色荧光发射的硅元素掺杂碳点体系，通过荧光的“on-off-on”双模式检测铜离子和L-半胱氨酸浓度。所制备的Si-CDs不仅具有良好的光学特性，如抗光漂白稳定性和高度化学稳定性，而且还具有着良好的生物相容性。该工作是第一个设计应用于铜离子和L-Cys双模式检测的红色荧光碳点传感器，该传感器的可视化检测性质相比单一荧光检测在实际应用中更有优势。 

图1. 实验示意图

　　 图2. 制备的Si-CDs具有优异的光学性质 

　　图3. 利用Si-CDs荧光的“on-off-on”双模式检测铜离子和L-半胱氨酸浓度 

　　图4. 基于Si-CDs的荧光传感器可实现在细胞内对Cu²⁺和L-Cys的实时监控 

　　结论： 

• 　　我们成功制备出硅元素掺杂的红色荧光Si-CDs，其拥有优异的抗光漂白稳定性和高度化学稳定性。 

• 　　Si-CDs可构建“on-off-on”开关型传感器同时检测铜离子和L-半胱氨酸，被成功应用于细胞中离子可视化生物传感平台试验。 

• 　　此红色荧光碳点传感器适用于水样和人血浆样品中的Cu²⁺和L-Cys的检测，在生物医学领域有着一定的实用性。 

　　已取得成果： 

　　Minghui Zan, Li Li, Wei-fei Dong, et al. A novel ‘‘on–off–on’’ fluorescence assay for the discriminative detection of Cu(II) and L-cysteine based on red-emissive Si-CDs and cellular imaging applications. J. Mater. Chem. B, 2020, 8, 919-927.