锌,是人体必需的微量元素之一,在体内的含量仅次于铁元素。作为多种金属酶的关键组成结构,锌在生物功能方面起着非常重要的作用,参与核酸、蛋白质、脂肪及糖类等物质的合成及代谢。对维持上皮细胞正常形态、人体生长和健康、激素的正常作用、生物膜的正常结构和功能均具有重要作用。当人体缺锌时,机体的生长发育、神经发育、免疫功能等均会受到不同程度的影响。因此,临床上,锌元素检测常被用作诊断一些疾病的重要方法。目前,检测锌元素的常见方法主要有原子吸收光谱法、阳极溶出伏安法、双硫腙比色法等,但这些方法需要精密的仪器、专业的操作技术或者特定的试剂,而且这些方法的灵敏度和选择性不能完全满足实际样品的检测要求。因此,建立一种简单、快速且灵敏度高、选择性好的检测方法依然很有必要。纳米荧光探针,如量子点(quantum dots,QDs)和碳点(carbon dots,CDs),由于其优异的光学性质受到了越来越多的关注。和传统的有机荧光染料相比,量子点和碳点具有激发谱带宽、发射谱带窄、荧光强度高、光化学稳定性好等优异的荧光性质,还具有量子产率高,毒性低,生物相容性好等特点,已分别作为荧光探针,广泛地应用于多种物质的测定。近年来,有研究者将量子点和碳点组成比率荧光探针以获得更灵敏的检测方法。这是由于比率法可以减少仪器干扰以及测量环境带来的误差。目前以量子点和碳点构建的荧光检测系统多基于荧光猝灭机理,然而此类检测系统的最大缺陷在于:在较强的荧光背景下测定荧光猝灭的程度,将会极大地影响探针检测的灵敏度。因此,为进一步提高检测的灵敏度,越来越多的研究者开始关注增强型即“on-off-on”型比率荧光探针的构建。本文通过将羧基修饰的量子点和氨基修饰的碳点进行共价结合构建QDs-CDs比率荧光探针,在乙二胺四乙酸(EDTA)介导下,建立“on-off-on”型检测系统,用于生物样品中锌离子的测定。首先,表面修饰有羧基的量子点经活化后与表面含有氨基的碳点进行酰胺反应,合成了 360 nm单激发光激发下,在525 nm和450 nm处具有双发射波长的比率荧光探针。然后,在QDs-CDs比率荧光探针中加入猝灭剂EDTA,QDs的荧光被淬灭,使得QDs-CDs 比率荧光探针处于“off”状态。最后,向检测体系中加入待测物锌离子,QDs荧光得以恢复,使得QDs-CDs 比率荧光探针又变为“on”状态。在此“on-off-on”过程中,CDs荧光保持不变。根据QDs-CDs探针荧光强度的比值(F525/F450)恢复程度与锌离子浓度的线性关系,实现对样品中锌的定量检测。在最优试验条件下,QDs-CDs探针荧光恢复程度与锌离子浓度呈良好的线性关系,线性范围为0.50-40 μM,检测限按3σ/k计算为0.33 μM。精密度试验显示日内和日间精密度的RSD均小于10%,符合检测要求。将此检测系统用于生物样品中锌的测定,使用标准加入法测得人体尿液中Zn2+的浓度为11.67 μM,血浆中浓度为7.92 μM,尿液中Zn2+的加标回收率在98.33-107.2%范围内,RSD小于4.9%;血浆中Zn2+的加标回收率在84.89-108.1%范围内,RSD小于2.6%,均符合生物样品检测要求。试验结果说明本文基于QDs-CDs 比率荧光探针建立的“on-off-on”型检测系统具有良好的准确度和精密度,可用于实际样品中锌的测定。