可調諧碳點發光及其可視化精密pH傳感領域取得進展

　　近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所微納中心金宗文團隊在權威期刊Chemistry of Materials以Red/Green Tunable-Emission Carbon Nanodots for Smart Visual Precision pH Sensing為題發表了最新研究成果。論文第一作者為深圳先進院助理研究員趙江林，西安交通大學副教授劉翠、深圳先進院副研究員金宗文為論文共同通訊作者，深圳先進院為第一完成單位。

　　優異光學性能及實際應用前景的新型碳點的研發具有重要意義但同時也極具挑戰性。在此，研究人員從有機化學的角度，證實了可以從源頭上，通過簡單修改碳源的分子結構（僅引入甲基或者叔丁基）調節最終碳點的發光性質。令人驚喜的是，最終優化得到的碳點材料表現出罕見的極酸敏感性。通過簡單調節 pH 為1、2 或 3，所得碳點溶液依次呈現易分辨的紅色、橙色、綠色熒光變化，可實現裸眼可視化pH檢測。易區分的顏色變化結合比率計式熒光光譜變化，極大地提高了裸眼檢測分辨率（分辨率高達0.2 pH 單位），遠高于目前商用精密pH試紙的分辨率。結合智能手機，研究者進一步開發出了一種便攜式、低成本、快速、精準的 pH 檢測方法，滿足即時檢測 (POCT) 的要求。此外，鑒于紅、橙、綠三色熒光的可逆可調，一種簡單但有效的“分子信號交通燈”也被設計出來。最后，結合其獨特的pH依賴光致發光特性，該碳點被進一步應用于防偽和信息加密領域，并實現了“閱后即焚”等加密技術。

　　該研究工作得到了深圳市基礎研究面上基金、深圳市可持續發展計劃、陜西省自然科學基金、國家自然科學基金、中國博士后基金等項目支持。

　　碳點在可視化精密pH檢測、“分子信號交通燈”及防偽、信息加密領域的應用示意圖