中科院合肥智能所建立重金屬離子快速可視化檢測(cè)方法
2014-04-15 16:21:09
admin
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據(jù)中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)2012年11月21日訊 中科院合肥智能機(jī)械研究所王素華研究團(tuán)隊(duì)近期在重金屬離子污染現(xiàn)場(chǎng)快速敏感檢測(cè)研究領(lǐng)域中取得重要進(jìn)展，建立了可視化檢測(cè)的新方法，并研制出新型的可視化傳感器。相關(guān)研究成果分別發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)的Analytical Chemistry、英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)的Journal of Materials Chemistry和Nanotechnology國(guó)際期刊上。
痕量重金屬離子檢測(cè)目前主要依賴于原子吸收、原子熒光、電感耦合等離子體、質(zhì)譜等實(shí)驗(yàn)室方法。盡管這些方法檢測(cè)精度比較高，但儀器耗資昂貴、運(yùn)行費(fèi)用高、操作要求多，檢測(cè)比較費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且測(cè)量時(shí)需萃取、濃縮富集或抑制干擾等復(fù)雜前處理過(guò)程。
針對(duì)這些難題，智能所研究人員通過(guò)設(shè)計(jì)制備出針對(duì)汞離子的特異性有機(jī)螯合配體，與汞離子通過(guò)配體交換反應(yīng)形成螯合物，進(jìn)一步在發(fā)光量子點(diǎn)表面發(fā)生快速的陽(yáng)離子取代反應(yīng)，導(dǎo)致量子點(diǎn)的熒光效率發(fā)生改變，從而通過(guò)熒光強(qiáng)度和顏色的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)汞離子的高靈敏選擇性檢測(cè)（Anal. Chem. 2012, DOI: 10.1021/ac302822c）。隨著汞離子濃度的增加，熒光發(fā)射峰位逐漸向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，同時(shí)伴隨著量子點(diǎn)的黃光會(huì)逐漸演變成紅光（如圖示）。研究人員進(jìn)一步設(shè)計(jì)并組裝了針對(duì)汞離子的紙質(zhì)傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)純水、自然湖水中汞離子的快速可視化檢測(cè)。
針對(duì)重金屬汞離子的現(xiàn)場(chǎng)快速可視化檢測(cè)
研究團(tuán)隊(duì)提出的可視化檢測(cè)方法具有不依賴大型貴重的分析儀器、可進(jìn)行裸眼觀測(cè)、響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)痕量重金屬離子的現(xiàn)場(chǎng)快速可視化檢測(cè)。
研究人員又設(shè)計(jì)并研制了一種基于發(fā)光氧化石墨烯的新型比率熒光納米復(fù)合探針，通過(guò)探針不同顏色熒光的比率變化，可將其應(yīng)用于可視化檢測(cè)分辨不同價(jià)態(tài)的鐵離子（Fe2+）。在紫外光照下，隨著Fe2+濃度的增加，探針的熒光顏色從紅色變?yōu)樗{(lán)色，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Fe2+的可視化檢測(cè)（Nanotechnology 2012, 23, 315502）。此外，研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)對(duì)氧化石墨烯的多層規(guī)整自組裝，研制出了由多層氧化石墨烯組裝的電極材料，結(jié)合電化學(xué)原理，可實(shí)現(xiàn)對(duì)銅離子的高選擇性和敏感檢測(cè)（Journal of Materials Chemistry 2012, 22, 22631）。
該研究得到國(guó)家973項(xiàng)目“應(yīng)用納米技術(shù)去除飲用水中微污染物的基礎(chǔ)研究”、國(guó)家自然科學(xué)基金委及中科院“百人計(jì)劃”支持。