氨基功能化的Ti3C2MXene量子點作為診斷人血清中組氨酸的光致發光傳感器
一、文章概述
MXene量子點(MQDs)作為一種新興的零維納米材料，因其獨特的物理和化學特性而引起了研究者的興趣。在這里，一種直接的水熱策略被用來成功地生產了氨基功能化的ti3c2mqd。功能化的ti3c2mqd表現出亮藍色熒光(FL)，這是由于其尺寸效應和表面缺陷。此外，Ni2+可以與ti3c2mqd表面的氨基結合。吸光物質對激發光的吸收使鎳離子有效地猝滅了ti3c2mqd的光致發光，這可以用內部濾光片效應(IFE)來解釋。同時，組氨酸(His)對Ni2+的強親和力，被His吸收，形成穩定的復合物，使Ni2+從Ti3C2MQD表面解離，恢復FL。因此，建立了一種檢測血清中His含量的熒光傳感器。總之，本工作為His的檢測提供了一種方法，并表明ti3c2mqd在生物醫學和生物傳感方面具有巨大的應用潛力。
二、圖文導讀
圖1.(a，b)原始本體材料Ti3AlC2和所獲得的層狀Ti3C2MXene的掃描電鏡圖像。(c，d)原始Ti3C2MXene納米片的SEM−EDS元素映射圖像。(e，f)Ti3C2MQDs的TEM和直徑尺寸分布圖像(插入圖像：Ti3C2MQDs的HRTEM圖像)。(g)MQDs的高分辨率AFM圖像（插入圖像：沿線高度輪廓）。
圖2.大量Ti3AlC2和未合成的分層Ti3C2MXene和Ti3C2MQDs的(a)XRD光譜。Ti3AlC2、Ti3C2MXene和Ti3C2mqd的(b)FT-紅外光譜。ti3c2MQDs的(c)XPS全掃描光譜。(d)ti3c2mqsTi2p高分辨XPS光譜。
圖3.ti3c2mqd在水溶液中的(a)FL發射光譜(激發波長從210到350nm逐漸延長)。(b)紫外−的相對光譜（黑線），FL發射光譜(紅線，λEm=410nm)和FL光譜(藍線，λEx=250nm)。(插圖為可見光和365nm紫外燈下的MQD溶液。)
圖4.(a)MQDFL在沒有（黑線)和存在Ni2+（紅線）時的(a)MQDFL壽命。(b)加入不同ni2+濃度后MQDs的熒光響應。MQD溶液與Ni2+濃度的(c)ΔFL校準曲線。在各種金屬離子存在的情況下，在410nm處的(d)ΔF。
圖5.(a)在加入Ni2+和His后，410nm水溶液中MQDs的(a)強度(從左到右的插圖為365nm紫外燈下MQDs、Ni2+−MQDs和His@Ni2+−MQDs溶液)。加入不同His濃度后，Ni2+−MQDs的(b)FL響應（虛線框為放大視圖）。MQD溶液與His濃度的(c)ΔFL校準曲線。在各種必需氨基酸的存在下，(d)ΔF在410nm處的(d)ΔF。
三、全文總結
綜上所述，利用一步水熱法成功制備了具有氨基官能團的mqd。所得的泛函MQDs具有較窄的橫向尺寸分布、高量子產率、亮藍色FL和優異的光穩定性。MQDs表現出高選擇性對Ni2+和抑制的通過干擾。此外，根據機制的FL被Ni2+和Ni2+之間的親和力，Ni2+從表面分離，形成穩定的化合物。構建了一種新型用于His的熒光納米檢測傳感器，線性范圍為0.1−1μM，檢測限為2.1nM。此外，我們討論了相關的實驗過程和實驗機理，發現Ni2+可以通過靜態猝滅來猝滅MQDs的FL；同時，我們驗證了Ni2+與His之間的高親和力。此外，還采用標準添加法檢測了His檢測人血清樣本的回收率，證明了該檢測系統在疾病診斷和生物分析方面的可靠性和巨大的潛力。因此，本研究不僅開發了一種敏感的His活性傳感檢測方法，而且為新興的MXene材料在生物傳感中的應用提供了一種很有前途的策略。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsanm.1c01425
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