ИСТИНА

Определение концентрации токсичных тяжелых металлов, в том числе в объектах окружающей среды и биологических образцах, является актуальной задачей современной аналитической химии. Для этого используются различные методы, например атомно-абсорбционная спектроскопия, атомно-флуоресцентная спектроскопия, масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой и др. В последние годы активно развиваются подходы к определению тяжелых металлов по тушению флуоресценции углеродных квантовых точек (УКТ) [1–3]. Оптические свойства УКТ и их чувствительность к присутствию ионов металлов сильно зависят от исходного материала и условий получения. Это затрудняет оптимизацию условий определения металлов, но потенциально позволяет улучить его специфичность, используя мультисенсорные системы по типу «электронного языка». В данной работе были получены УКТ из различных прекурсоров (аскорбиновая кислота, глюкоза, глюкозамин, лимонная кислота и ее смеси с мочевиной и тиомочевиной) методом сольвотермального синтеза в воде или диметилформамиде. Выход УКТ составил 37–85% (температура и продолжительность синтеза, а также концентрации прекурсоров были одинаковыми). Полученные УКТ (0.001–1 мг/мл, pH 9) интенсивно флуоресцируют при возбуждении излучением с λ 365 и 425 нм. Интенсивность флуоресценции уменьшается в присутствии ионов Al3+, Ba2+, Cu2+, Cd2+, Fe3+, Hg2+, Ni2+, VO2+ (концентрация порядка 1–10 мкмоль/л). Ионы Zn2+ даже при концентрации 250 мкмоль/л не ослабляют флуоресценцию изученных УКТ. В зависимости от прекурсора УКТ интенсивность их флуоресценции в разной степени снижалась в присутствии одинаковой концентрации ионов металлов. Так, УКТ, полученные из глюкозамина, были наиболее чувствительны к присутствию Ni2+ и Cd2+; УКТ из глюкозы – к Hg2+; УКТ из аскорбиновой кислоты – к Al3+, VO2+ и Fe3+; УКТ из мочевины и лимонной кислоты – к Al3+ и Hg2+; УКТ из тиомочевины и лимонной кислоты – к Ni2+ и Cd2+. Кроме того показано, что чувствительность флуоресценции УКТ к присутствию ионов металлов зависит от длины волны возбуждения. Например, УКТ, полученные из глюкозамина, наиболее чувствительны к ионам Ni2+ (λex 365 нм) или Cd2+ (λex 425 нм). Полученные данные показывают, что используя совместно УКТ, полученные из разных прекурсоров, и измеряя снижение их флуоресценции при возбуждении излучением с разной длиной волны, потенциально возможно разработать методы селективного определения различных ионов металлов. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 20-03-00692 А).