新疆理化所在构建量子点-分子探针体系实现高效传感方面取得进展

　　半导体量子点(QDs)因其可调谐的发射波长、宽吸收带、窄发射谱、高量子产率以及优异的光稳定性等特点，逐渐成为高性能传感平台的理想候选材料。然而，传统的QDs型比率荧光传感器多为“响应+参比”的单信号变化模式，动态范围有限。基于此，通过量子点与分子间的界面电荷相互作用精准调控，有望实现双信号同步、反向的响应(即理想的双信号比率模式)，从而提升对目标物质的检测对比度和信噪比，为构建高对比度、高信噪比、高性能荧光传感体系提供新的通用设计思路。

　　基于此，中国科学院新疆理化技术研究所基于氢键驱动的自组装策略，构建了由羧基封端的CdSe/ZnS QDs@MPA和含有醛基的萘酚基分子探针(FNAC)组成的CdSe/ZnS QDs@FNAC比率型荧光传感体系。基于分子探针的扭转分子内电荷转移(TICT)及其与量子点之间的光诱导电子转移(PET)，该体系在365 nm紫外光激发下，仅在639 nm处出现了量子点的红色荧光信号。为了验证该自组装体系的双信号比率荧光响应模式，以高锰酸钾(KMnO4)为目标物，系统研究了其性能。该自组装体系与KMnO4接触后，量子点与分子探针之间的PET过程被抑制，量子点发生氧化蚀刻，导致其639 nm处的红色荧光猝灭;与此同时，FNAC中的丙烯酸酯基团被氧化裂解并水解生成具有绿色荧光(521 nm)的产物，TICT过程被打断。因此，该体系实现了“红色信号猝灭—绿色信号点亮”的双信号反向比率响应，有效提高了检测灵敏度和信噪比。进一步研究表明，CdSe/ZnS QDs@FNAC对KMnO4表现出优异的检测性能，响应时间<1 s，检出限低至4.80 nM，对多种常见氧化剂、还原剂、阴阳离子等干扰物具有良好的选择性和抗干扰能力。

　　相关研究成果以“Exact charge transfer control in quantum dots/molecule system–induced large emission contrast for ultrasensitive and anti-interfering detection”为题发表于《纳米研究》(Nano Research)，中国科学院新疆理化技术研究所为第一单位，博士研究生朱荣超为第一作者，窦新存研究员和蔡珍珍研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金面上、中国科学院重点部署、新疆自然科学基金杰出青年、中国科学院青年创新促进会等项目的资助。