![]()
随着纳米技术的飞速发展，各种类型的硫纳米材料应运而生，其中包括硫纳米颗粒、硫量子点以及具有杂化结构的含硫纳米复合物。作为一种新兴的“零维”纳米发光材料，硫量子点凭借其光致发光性能、低毒性以及便捷的制备过程等特性，在光学传感领域展现出了极为重要的应用潜力，并正日益受到学者们的广泛关注。
近日，赣南医科大学的黄启同教授课题组在《发光学报》上发表了一篇综述文章，题为“硫量子点的合成及其在光学传感中的应用”。该文章主要探讨了硫量子点的合成方法，并深入讨论了基于硫量子点的光学传感器在环境污染物及生物小分子检测方面的实际应用。最后，作者对硫量子点在光学传感器应用中所面临的挑战进行了总结，并对硫量子点的未来发展前景进行了展望。
硫量子点（Sulfur
quantum dots）作为一类新型的“零维”发光纳米材料，其直径通常小于10 nm。由于硫量子点具有较为优异的光致发光性能、良好的生物相容性、前驱体来源丰富等特点，使其在多个领域都展现出巨大的应用潜力。例如，在细胞成像、抗菌治疗、发光器件制造以及光催化等方面，特别是在光学传感领域，硫量子点可用于检测各种生物分子和化学物质，为生物医学、环境监测等领域提供了新的解决方案，展现出广阔的应用前景。图1总结了近年来硫量子点的文章发表情况。图1：2019年1月1日至2024年6月20日关于硫量子点研究发表文章情况
本文主要综述了硫量子点的合成方法及其作为传感材料在光学传感应用中的新进展，总结了硫量子点在环境污染物（金属离子、有机污染物）和生物分子等检测中的应用，并深入探讨了硫量子点在传感领域中面临的挑战与未来的发展前景（图2）。该文章将有助于推动硫量子点在光学传感领域的进一步发展和应用，并为相关领域的研究提供有利的参考和启示。长期以来，研究人员致力于通过表面修饰和合成方法的优化实现对硫量子点功能的改变，以满足对特定分析物的检测需求。对于硫量子点而言，合成策略和钝化剂的选择对其物理化学性质，包括尺寸、荧光特性、量子产率和稳定性等，具有显著影响。到目前为止，硫量子点的制备方法主要包括过氧化氢辅助合成法、水热法、氧加速合成法和组装裂变法等。所制备的硫量子点通常由硫聚合物核心和丰富的表面官能团构成，这些表面官能团不仅增加了硫量子点的功能化和溶解性，还赋予了硫量子点稳定且可调的光学特性。再者，硫量子点的光致发光特性为传感应用提供了可能。荧光猝灭和荧光能量共振转移等荧光系统中重要的过程为硫量子点在传感领域明确了应用方向，使其有望发展成为硫基发光材料和荧光传感器，为在光学传感应用中提供了便捷途径。3.1 硫量子点作为传感材料在检测环境污染物中的应用本部分主要总结了近年来硫量子点在环境污染物（金属离子、有机污染物）的检测应用。尽管硫量子点作为探针材料在金属离子的检测中得到了广泛的应用，但目前所检测的金属离子主要局限于铁离子、铬离子和钴离子，针对其他金属离子的检测相对较少。另外，目前硫量子点在有机污染物荧光传感器中的应用也相对较少。为了进一步扩大硫量子点的检测应用范围，未来需要探索更多基于硫量子点的其他金属离子检测方法。3.2 硫量子点作为传感材料在检测生物分子中的应用本部分主要总结了近年来硫量子点在生物分子中的检测成果。虽然硫量子点在生物分子检测领域已经取得了一定的进展，但仍面临着荧光稳定性不足等挑战。今后需要进一步优化硫量子点的合成方法，提高其荧光稳定性和检测灵敏度，同时探索更多基于荧光波长偏移的硫量子点荧光探针，以拓展其在生物分子检测领域的应用范围。本文总结了近几年关于硫量子点在环境污染物（金属离子、有机污染物）和生物分子检测等领域中作为光学传感材料的应用进展。然而，目前该领域仍面临诸多挑战与亟待解决问题，具体而言主要包括：（1）硫量子点水溶液发光效率低，而制备成粉末时又存在因聚集而导致荧光猝灭的问题。因此，如何提升硫量子点在不同状态下的发光效率及光稳定性，对于拓展其应用范围具有重要意义。（2）不同前驱体以及不同合成方法所制备的硫量子点的发光机理也尚待明确，探明发光机理将有助于指导合成方法及探寻新的应用。（3）硫量子点的合成过程耗时且涉及有害物质，这在一定程度上限制了其应用。因此，开发绿色、高效的硫量子点合成方法显得尤为迫切。（4）尽管研究人员已利用硫量子点的光学性质将其应用于传感等领域，但其传感机制仍有待进一步探究。（5）硫量子点复合材料可有效提升光学传感器的性能，因此，探索更多能够增强硫量子点性能的材料也是当前的研究重点之一。（6）如何实现基于硫量子点光学传感器的产业化也是目前面临的难点之一。总之，硫量子点是一种具有巨大应用潜力的纳米材料，通过对其基本性质的深入探索和性能的不断改进，有望为纯元素量子点家族开辟更多研究领域，并提供更为广阔的发展机遇。 廖静, 刘承昊, 朱云霄, 马小明, 南欣茹, 雷巧雯, 张汉强*, 黄启同*, 林小凤*. 硫量子点的合成及其在光学传感中的应用[J]. 发光学报, 2024, 45(09): 1431-1444. DOI: 10.37188/CJL.20240146.廖静，医学影像技术专业硕士研究生在读，致力于功能材料的制备及其在光学传感器和医学影像中的应用研究。E-mail: liaojing99@foxmail.com.张汉强，博士，讲师，硕士研究生导师，主要从事功能材料的制备及其在生物传感器中的应用研究。E-mail: hanqiangzhang@126.com.黄启同，博士，教授，博士生导师，主要从事功能材料的制备及其在生物医用传感器和疾病治疗中的应用研究。E-mail: hqt@gmu.edu.cn 或者hqtblue@163.com.林小凤，博士，讲师，硕士生导师，主要从事功能材料的制备及其在生物传感器中的应用研究。E-mail: Linxf@gmu.edu.cn.
