金属离子是保证人体细胞正常工作、运转的重要条件。重金属离子在体内的浓度过低或过高都会导致机体的代谢紊乱严重者会出现中毒死亡等后果。研究发现许多重金属离子(Pb2+Cd2+Sn2+和Hg+)可与含羧酸化合物的羧基结合基于这一原理重金属离子与巯基丙酸表面修饰的量子点共同构建离子型鄄量子点生物传感器平台通过电子转移反应对量子点荧光产生猝灭或增强作用据此可对这些重金属离子进行定性或定量分析。Hosseini等研究发现Hg2+可结合到巯基丙酸修饰的CdS的末端羧基上通过电子转移反应使得量子点的发光强度减弱利用离子型鄄量子点生物传感器平台定量分析荧光值的变化实现对Hg2+的检测其检出限可达0.07滋g/L。然而在实际检测中该检出限远未达到人们对Hg2+的痕量检测要求。因此Chen等通过在石英晶体表面进行巯基丙酸修饰的CdTe层层自组装可将检测信号级联放大。自组装则通过二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)的静电“胶水”功能实现。
基于巯基表面修饰原理夏姣云等将巯基乙酸包被在量子点表面同时利用巯基乙酸在溶液中的稳定性在体系中引入过量的巯基乙酸共同构成巯基乙酸-量子点传感器可定量分析Cu2+Ag2+Pb2+等重金属离子。经条件优化后利用荧光淬灭法检测Cu2+Ag2+Pb2+的线性区间分别为2.3~250滋g3.2~300滋g和4.3~150滋g检出限分别为0.280.53和0.35滋g/L。通常单个量子点生物传感器检测金属离子的选择性较差如果将多个生物传感器构建成传感器阵列结合计量学方法则可提高对金属离子的检测特异性。裴智明等采用纳米金和染料组合构成传感器阵列通过可见光谱检测实现了对金属离子混合体系的模式识别。这种传感器阵列已经成为未来重金属离子检测的发展趋势。