中科院合肥智能所建立重金屬離子快速可視化檢測方法
2014-04-15 16:21:09
admin
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據(jù)中國科學(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)場快速敏感檢測研究領(lǐng)域中取得重要進(jìn)展，建立了可視化檢測的新方法，并研制出新型的可視化傳感器。相關(guān)研究成果分別發(fā)表在美國化學(xué)會的Analytical Chemistry、英國皇家化學(xué)會的Journal of Materials Chemistry和Nanotechnology國際期刊上。
痕量重金屬離子檢測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，檢測比較費(fèi)時、費(fèi)力，而且測量時需萃取、濃縮富集或抑制干擾等復(fù)雜前處理過程。
針對這些難題，智能所研究人員通過設(shè)計(jì)制備出針對汞離子的特異性有機(jī)螯合配體，與汞離子通過配體交換反應(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，從而通過熒光強(qiáng)度和顏色的變化實(shí)現(xiàn)對汞離子的高靈敏選擇性檢測（Anal. Chem. 2012, DOI: 10.1021/ac302822c）。隨著汞離子濃度的增加，熒光發(fā)射峰位逐漸向長波方向移動，同時伴隨著量子點(diǎn)的黃光會逐漸演變成紅光（如圖示）。研究人員進(jìn)一步設(shè)計(jì)并組裝了針對汞離子的紙質(zhì)傳感器，實(shí)現(xiàn)了對純水、自然湖水中汞離子的快速可視化檢測。
針對重金屬汞離子的現(xiàn)場快速可視化檢測
研究團(tuán)隊(duì)提出的可視化檢測方法具有不依賴大型貴重的分析儀器、可進(jìn)行裸眼觀測、響應(yīng)時間快等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)痕量重金屬離子的現(xiàn)場快速可視化檢測。
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)用于可視化檢測分辨不同價態(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Fe2+的可視化檢測（Nanotechnology 2012, 23, 315502）。此外，研究團(tuán)隊(duì)還通過對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)對銅離子的高選擇性和敏感檢測（Journal of Materials Chemistry 2012, 22, 22631）。
該研究得到國家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”、國家自然科學(xué)基金委及中科院“百人計(jì)劃”支持。