Cary Eclipse荧光光谱仪(Varian，美国)；紫外可见分光光度计(UV-2450，日本岛津)；傅里叶变换红外光谱仪(WQF-510，北京瑞利分析仪器公司)；FA604A电子天平(上海精天电子仪器有限公司)；雷磁PHS-3C型pH计(上海精密科学仪器有限公司)；DZF-真空干燥箱(北京市永光明医疗仪器有限公司)。

一水合柠檬酸(AR, Aladdin)，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC HCl, AR, Aladdin)，N-羟基琥珀酰亚胺(NHS, AR, Aladdin)，三羟甲基氨基甲烷(Tris, AR, Aladdin)。磷酸氢二钠(Na₂HPO₄)，磷酸二氢钠(NaH₂PO₄) (均购自天津市科密欧化学试剂有限公司)。磷酸(H₃PO₄)，硼酸(H₃BO₃)，醋酸(CH₃COOH)，氢氧化钠(NaOH)，盐酸(HCl) (均购自洛阳市化学试剂厂)。

实验用水为去离子水(18 MΩ cm⁻¹)，实验所用容器用稀硝酸浸泡24 h，并用去离子水清洗，干燥后备用。

CDs-OPD的制备主要包括水热法制备CDs和CDs表面修饰两个步骤。如图1所示。

图1. 邻苯二胺修饰CDs的合成示意图

荧光CDs的制备参考文献 [13] 的方法，准确称取2.3 g一水合柠檬酸，用40 mL去离子水溶解，超声并搅拌10 min，使其充分溶解。所得溶液转至60 mL聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，接着把60 mL反应釜放入烘箱中加热(200℃，升温时间为60 min，保温时间为240 min)。反应结束后，冷反应釜冷却至室温，所得溶液经过0.22 μm的有机滤膜过滤，最终得到无色的CDs溶液。

邻苯二胺修饰荧光CDs (OPD@CDs)：参考文献 [14] 的方法，利用EDC HCl和NHS的活化偶联反应将OPD连接到CDs的表面。在上述制备的CDs溶液中加入数滴NaOH (10 mol L⁻¹)溶液，调节溶液pH值至7.4，再加入0.192 g的EDC∙HCl，搅拌40 min后再加入等体积的PB缓冲液(0.1 mol L⁻¹, pH 7.4)和0.115 g的NHS，搅拌2 h。然后再加入0.108 g的OPD，磁力搅拌3 h。反应结束后，得到溶液用1000 mL去离子水透析24 h (透析膜孔径为100 Da)，除去未反应的反应物和副产物，并将透析液在真空干燥箱(40℃)浓缩至20 mL，即得到CDs-OPD溶液，于4℃冰箱保存。

茶叶样品购于当地超市(河南，郑州)。分别准确称取0.5 g的茶叶样品，放置于100 mL瓷坩埚内，电炉上加热至没有白烟冒出；然后转至马弗炉中继续加热(500℃ ± 25℃, 5 h)，冷至室温后，取出瓷坩埚，用适量稀硝酸溶液(1%, V/V)溶解，然后转移至100 mL的容量瓶中，用去离子水定容。所得溶液用于分析测试。

于10 mL具塞刻度管中依次加入60 μLCDs-OPD溶液，一定量的Cu²⁺工作液(或样品溶液)，BR缓冲溶液定容(pH 9.0)，摇匀后静置5 min，同时做空白实验(不加入Cu²⁺工作液或样品溶液)。在激发波长260 nm条件下，测定测试液和空白溶液的荧光发射强度(Em 295 nm)，分别用F²⁹⁵和 F 0 295 表示，计算 Δ F 295 = F 0 295 − F 295 。

图2是CDs和CDs-OPD的紫外-可见光谱(左)和荧光光谱(右)。由UV-Vis光谱可以看出，CDs在紫外区有弱吸收；邻苯二胺(OPD)在210 nm处有较强吸收；CDs-OPD相比CDs，在210 nm处也出现较强吸收峰。这表明CDs-OPD具有OPD的特征生色团，即OPD连接到了CDs的表面。

图2. CDs、OPD和CDs-OPD的UV-vis光谱(左)；CDs和CDs-OPD的荧光光谱(右)

由荧光光谱可以看出，未经表面修饰的CDs在激发波长310 nm处具有最大荧光发射峰(415 nm)；经OPD表面修饰后，CDs-OPD的荧光光谱发生了较大变化，在260 nm激发波长条件下，CDs-OPD在295 nm、440 nm、580 nm处出现了三个荧光发射峰。其中440 nm应归因于CDs的荧光发射峰，而580 nm则可能是2,3-二氨基吩嗪的荧光发射峰，而295 nm处的荧光峰则归因于OPD在210 nm处的强吸收。

由图3可以看出，修饰前的CDs在1690 cm⁻¹处出现C=O的伸缩振动吸收峰，1402 cm⁻¹出现C-H的变形振动峰，1217 cm⁻¹出现C-O的伸缩振动吸收峰，947 cm⁻¹出现O-H的变形振动吸收峰；经OPD表面修饰后，CDs-OPD相比CDs，在3460~3400 cm⁻¹出现仲酰胺的N-H吸收，1531.5 cm⁻¹和1290 cm⁻¹处出现强的仲酰胺吸收峰；754 cm⁻¹出现苯环平面外弯曲振动吸收峰。上述特征峰表明OPD成功连接到了CDs的表面。

对CDs-OPD体系的荧光光谱进行扫描(图4左)，以260 nm激发波长条件下，CDs-OPD分别在295 nm、440 nm、580 nm处出现三个荧光发射峰，Cu²⁺与CDs-OPD发生相互作用，使得CDs-OPD在295 nm处的荧光强度降低。从图4可以看出，往CDs-OPD体系中加入一定量的Cu²⁺时，随着加入的Cu²⁺含量不断加大，CDs-OPD在295 nm处的荧光发射峰强度不断下降，而且荧光强度降低值与体系中加入的Cu²⁺含量成线性关系，这可能是由于Cu²⁺对CDs-OPD具有较强的络合作用，高浓度的Cu²⁺使得猝灭作用不断增强，从而导致荧光强度降低程度逐渐变大。

图3. CDs和CDs-OPD的FT-IR光谱

图4. CDs-OPD的荧光猝灭趋势图(左，CDs-OPD (60 μL)，25℃，5 min，BR缓冲溶液(pH 9.0))和CDs-OPD荧光探针的选择性(干扰离子浓度均为100 ng∙mL⁻¹) (右，CDs-OPD (60 μL)，BR缓冲溶液(pH 9.0)，25℃，5 min)

往CDs-OPD中加入不同类型的金属离子(浓度均为100 ng mL⁻¹)，并用BR溶液定容。然后以260 nm为激发波长，测量295 nm处的荧光发射峰强度，结果如图4右所示，除了Co²⁺、Ni²⁺对CDs-OPD体系的荧光有小幅度影响外，其余大部分的金属离子基本不对CDs-OPD体系的荧光产生影响，加入Cu²⁺后，对CDs-OPD体系的荧光强度影响最大，说明CDs-OPD中的基团对Cu²⁺具有较高的选择性。

对影响荧光降低程度的pH值进行了优化。如图5左可知，当pH由弱酸性变化至碱性时(6~8.0)，CDs-OPD体系和CDs-OPD + Cu²⁺体系的荧光强度均快速增大；当pH由碱性变化至强碱性时(8~10.0)，CDs-OPD体系的荧光强度值在pH为9.0时最大，而此时CDs-OPD + Cu²⁺体系的荧光强度值最小，此时荧光强度降低程度最大，所以选择9.0作为反应的pH。

图5. pH对∆F值的影响(左，CDs-OPD (60 μL)，Cu²⁺ (100 ng∙mL⁻¹)，BR缓冲溶液，25℃，5 min)和时间对∆F值的影响(右，CDs-OPD (60 μL)，Cu²⁺ (100 ng∙mL⁻¹)，BR缓冲溶液(pH 9.0)，25℃)

如图5右所示，1~10 min内，CDs-OPD体系的荧光强度保持不变，CDs-OPD + Cu²⁺体系的荧光强度在5 min时荧光值最低，此时荧光减低程度最大，因此选择5 min作为Cu²⁺猝灭CDs-OPD的反应时间。

根据实验方法，研究了多种干扰离子(100 ng∙mL⁻¹)对CDs-OPD + Cu²⁺体系荧光强度的影响。这里我们规定当CDs-OPD + Cu²⁺ + 干扰离子体系的荧光强度变化值F₂值小于CDs-OPD + Cu²⁺体系的荧光强度变化值值的偏差小于 ±10%时，符合该条件的干扰离子最大浓度则为该干扰离子最大允许浓度。所考察的常见干扰离子的最大允许浓度列于表1，从表1可以看出，绝大部分的离子对CDs-OPD + Cu²⁺分析体系没有干扰。

表1. 干扰离子的最大允许浓度

Continued

将该方法应用于三种茶叶样品中痕量Cu²⁺的测定，分析结果和加标回收实验结果列于表2。加标回收率在91.5%~108.5%之间，表明该方法具有较好的灵敏度和准确性。

表2. 茶叶中痕量Cu²⁺测定(n = 3, mean ± SD, µg g⁻¹)