众所周知,砷是污水中常见的污染物之一,它的存在形式多样,受周围环境的影响,主要以As3-,As0,As3+,As5+这四种价态形式存在。在以上所涉及到的价态形式中,As(Ⅲ)的危害最大,在摄入过量的情况下,可能导致人类患癌,情况严重甚至可以致人死亡。世界卫生组织(WHO)以及美国环境保护署(EPA)规定水中的三价砷浓度不能超过10 ppb。因此,在满足低浓度标准的情况下,发展高敏捷性并且在测试过程中保持较高稳定性的检测方法是非常有必要的。关于As(Ⅲ)的检测方法,主流的仪器检测手段包含有原子吸收光谱(AAS),电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),原子荧光光谱(AFS)等,这些仪器在砷检测过程中一直体现出很好的性能优势。但是,大型设备不便于携带,维护成本高昂,且需要专业人员来操作而不适用于实时原位检测。因此,发展便携快速的砷污染现场检测手段成为了新的研究方向。对近些年来,处于研究热点的比色法以及荧光法检测水体中有毒污染物的发展状况,进行了深入的研究探索。在本文中,主要以比色法检测水体中As(Ⅲ)为基础,进一步延伸到比色/荧光双模态法检测As(Ⅲ)。为As(Ⅲ)检测提供一个多模态检测方法,很大程度上满足户外工作中实时原位检测的需求。具体研究内容如下:(1)概述了环境中砷的存在形式以及其危害,以及目前关于As(Ⅲ)检测的常见手段。(2)构建了三聚硫氰酸功能化修饰的金纳米粒子(TMT-Au NPs)比色纳米传感器用于水中As(Ⅲ)的检测方法。利用AuNPs中的Au原子与—SH可以形成结合力很强的Au—S键为理论支撑,从而将TMT功能化修饰在金纳米粒子的表面。通过裸露在Au NPs表面的特异性识别基团—SH与水体中的As(Ⅲ)配位结合,诱发Au NPs空间内的聚集效应。在此过程中,局部表面等离子体共振效应(LSPR效应)的发生引起了 TMT-Au NPs的UV-vis吸收峰峰位发生改变,在此过程中TMT-Au NPs的溶液颜色发生变化,达到可视化比色检测的目的。(3)开展了比色/荧光双模态光学纳米传感器用于水体中As(Ⅲ)检测的体系探究。首先通过合成氨基功能化碳点(NCDs),然后将TMT-Au NPs与NCDs混合,形成探针溶液。当TMT-Au NPs与NCDs溶液混合后,基于内滤效应(IFE效应),NCDs的荧光被很大程度地猝灭。当将As(Ⅲ)加入到体系中,As(Ⅲ)与TMT-Au NPs表面的—SH发生配位从而引发TMT-Au NPs发生团聚,基于局部表面等离子体共振效应(LSPR效应),使得Au NPs的UV-vis吸收峰的峰位发生红移,体系溶液发生肉眼可见的颜色变化;与此同时,NCDs的荧光也逐渐恢复。从而达到比色/荧光双模态检测的效果。在我们的报道中,比色检测限和荧光检测限分别达到0.87 ppb和0.66 ppb。这一方法实现了超灵敏原位实时双模态As(Ⅲ)检测,为水体中As(Ⅲ)检测方法开辟了新方向。