近日，我院发光与显示课题组在新型稀土离子掺杂碳点材料的制备及离子检测应用方面取得重要进展，相关工作“A design strategy of ratiometric optical probe for Fe3+ ions and ascorbic acid detection based on europium-doped carbon dots”以河北大学为第一单位发表在《Journal of Rare Earths》。硕士研究生李敏为论文第一作者，李旭研究员、王凤和副教授和中科院半导体所吕龙峰研究员为共同通讯作者。
稀土离子因具有丰富的4f电子能级，可呈现多色发光，在发光材料领域备受关注，而碳量子点则以成本低廉、生物相容性优异、易于功能化修饰等优势，在生物医学传感方面展现出巨大潜力，如何将二者的优势有机结合，一直是发光材料研究的热点。本工作采用一步水热法，以柠檬酸和氧化铕为前驱体，成功制备出Eu3+掺杂碳点（Eu-CDs）。该材料在395 nm紫外光激发下，同时呈现出归属于CDs本征发射的467 nm蓝光峰以及Eu³⁺离子的595 nm、620 nm和702 nm特征红光发射，实现了从蓝到红的宽范围可调发光。研究进一步发现，Fe3+离子能够同时淬灭碳点和Eu³⁺的发光，而抗坏血酸（AA）可通过将Fe3+还原为Fe2+，特异性恢复碳点的荧光，从而构建出一种“关-开”型比率探针。该探针对Fe3+和AA的检测限分别低至0.15 μmol/L和0.13 μmol/L，显著优于单一发射峰检测模式。此外，团队在实际水样和果汁样品中验证了该探针的可靠性，回收率和相对标准偏差均表现优异。该研究不仅首次实现了碳点与Eu3+发光峰的可控光谱调控，阐明了Fe3+诱导的动态淬灭及AA介导的氧化还原恢复机制，还为开发基于碳点/稀土杂化材料的新型快速检测试剂提供了重要技术支撑。相关成果有望在环境监测、食品安全及生物医学诊断等领域推广应用。
以上工作得到河北省高等教育科学研究产学研项目和物理学院公共测试中心的大力支持的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jre.2025.10.008
