源自花生的碳点作为荧光探针，用于测定氟唑菌胺和温度

《Dyes and Pigments》：Peanut-derived carbon dots as a fluorescence probe for the determination of fluazinam and temperature

硫掺杂生物质碳点（SBCDs）通过水热法以花生为碳源和甲硫氨酸为掺杂剂合成，具有435 nm荧光发射特性，基于荧光猝灭原理实现0-100 μM宽线性范围检测，检测限0.026 μM，并成功应用于饮用水和橙汁中氟唑喹啉检测，同时具备15-95 °C宽温域传感特性，环境友好且操作简便。

　　

作者：沈张 | 王卓

太原师范学院化学与材料学院，晋中市，030619，中华人民共和国

摘要

鉴于潜在的威胁，建立高效的氟嗪胺检测方法至关重要。基于碳点和生物质的优异性能，采用简单的水热法制备了硫掺杂生物质基碳点（SBCDs），其中以花生作为碳源，并添加了蛋氨酸。这些分散良好的SBCDs在364纳米的激发波长下显示出435纳米的最佳发射波长。由于荧光猝灭（包括静态猝灭和内滤光效应）的检测原理，SBCDs能够检测0-100微米范围内的氟嗪胺，检测限为0.026微米。此外，SBCDs还表现出15-95摄氏度范围内的温度感应能力。制备的SBCDs有效用于自来水和橙汁样品中氟嗪胺的检测，显示出在氟嗪胺和温度检测方面的巨大潜力。

引言

氟嗪胺（图S1）是一种由日本Ishihara公司在1988年开发的基于二硝基苯胺的广谱杀菌剂，在现代农业病虫害防治中占据重要地位[1]。它通过阻断病原菌和螨虫的能量合成有效抑制其生长和繁殖，对霜霉病、灰霉病和根腐病等低度及高度真菌病害具有显著控制效果[2]、[3]。同时，它还具有杀螨作用，能够有效控制红蜘蛛螨的成虫和卵，为作物提供双重保护。然而，氟嗪胺在土壤和作物中的残留可能通过食物链积累，长期暴露可能对生态环境和人类健康产生潜在影响[4]、[5]。因此，开发适用于复杂环境中的高效氟嗪胺检测方法对环境和人体健康有益。

迄今为止，已经开发出多种氟嗪胺检测方法，包括气相色谱[6]、气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）[7]、高效液相色谱（HPLC）[8]以及荧光检测[9]、[10]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]。其中，由于荧光检测方法具有高灵敏度、强特异性、操作简便和低成本的特点，已在生物学、化学、医学和环境监测领域得到广泛应用[17]、[18]。该方法的关键在于荧光探针的选择，优质的探针总能带来出色的检测结果。

碳点（CDs）是一种直径小于10纳米的球形碳纳米颗粒，最初由Walter A. Scrivens团队于2004年发现[19]。由于其优异的抗漂白性能、水溶性、操作便捷性和低毒性，CDs被广泛应用于分子检测、环境监测、细胞成像和催化[20]、[21]、[22]。特别是，CDs被成功开发为检测金属和非金属离子、药物及生物活性物质的理想探针[23]、[24]。为了进一步提高CDs的荧光性能，采用了多种策略，其中异原子掺杂是最常见且有效的方法。众所周知，硫原子的电负性与碳原子相似，因此硫原子的六个价电子可以改变CDs的电子结构[25]。Liu等人[26]制备了氮和硫掺杂的碳点（B-CDs），量子产率达到34%，并成功用于检测Hg²⁺和氯霉素，检测限分别为1.75微米和0.31微米。Fang等人[27]使用D-天冬氨酸和L-半胱氨酸合成了氮和硫共掺杂的碳点（N,S-CDs），利用内滤光效应的猝灭机制成功检测了芸香苷。Shi等人[28]开发了氮和硫掺杂的碳量子点，用于检测铅离子，线性范围分别为0.2-12微米和40-200微米。此外，该传感器还可用于实际样品中铅离子的检测，并具有满意的回收率。更重要的是，在Zou的研究[12]中，使用L-半胱氨酸和甘油制备了氮和硫掺杂的碳点（NSCDs），用于氟嗪胺的检测。尽管这种探针表现出良好的灵敏度，但仍存在反应时间较长和化学试剂成本较高的缺点。

作为代表性的碳点，生物质碳点（BCDs）在低毒性、可调光致发光和生物相容性等特性方面表现更优。其核心优势在于使用农业废弃物（如花生麸皮和纤维素）等可再生资源，并采用水热和微波等绿色合成工艺，实现了“变废为宝”的目标[29]。基于此，采用一步水热法从花生和蛋氨酸制备了硫掺杂生物质基碳点（SBCDs），主要目的是验证SBCDs在氟嗪胺检测中的可行性和性能。通过不同的表征结果，期望对SBCDs的结构和检测机制有更深入的了解。同时，还研究了其在实际样品中的稳定性、灵敏度、选择性和回收率等参数，以验证其应用前景。SBCDs的合成路线和检测应用见图1。

材料与设备

花生从当地超市购买。氯化钠、氯化钾、氯化锌、氯化铁、碳酸钠、碳酸氢钠、酪氨酸、色氨酸、蛋氨酸、组氨酸、脯氨酸、葡萄糖、尿酸、草甘膦、氰嗪、丁噻呋喃和氟嗪胺均购自Aladdin生化科技有限公司（上海，中国）。所有试剂均为分析级，无需进一步纯化。

使用F-7000荧光分光光度计（Hitachi，东京，日本）进行实验。

SBCDs的光学特性

通过光谱学确认了SBCDs的显著光学特性。SBCDs的荧光和紫外-可见吸收光谱见图1A。在364纳米的最佳激发波长下，SBCDs显示出435纳米的发射峰。SBCDs的黄色溶液在紫外灯（365纳米）下呈现蓝色荧光。斯托克斯位移为364纳米至435纳米，SBCDs的荧光量子产率为18.52%。在紫外-可见吸收光谱中，SBCDs显示出强烈的

结论

总之，采用一步水热法制备的蓝色荧光SBCDs具有优异的环境友好性和绿色特性。同时，系统研究了SBCDs的光学特性、形态、官能团和稳定性。在最佳检测条件下，SBCDs对氟嗪胺的检测表现出优异的灵敏度和选择性。在温度响应方面，SBCDs不仅具有宽线性范围，还表现出

作者贡献声明

沈张：撰写——审稿与编辑、资金申请、监督。 王卓：撰写——初稿撰写、数据分析、实验研究、软件应用

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。

数据获取

数据可应要求提供。

利益冲突声明

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致谢

本研究得到了山西省基础研究计划（编号：202503021212245）和太原师范学院的大学生创新计划（CXCY25021）的支持。