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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據中國科學(xué)院網(wǎng)2012年11月21日訊 中科院合肥智能機械研究所王素華研究團隊近期在重金屬離子污染現場(chǎng)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(huì )的Analytical Chemistry、英國皇家化學(xué)會(huì )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(lài)于原子吸收、原子熒光、電感耦合等離子體、質(zhì)譜等實(shí)驗室方法。盡管這些方法檢測精度比較高，但儀器耗資昂貴、運行費用高、操作要求多，檢測比較費時(shí)、費力，而且測量時(shí)需萃取、濃縮富集或抑制干擾等復雜前處理過(guò)程。
針對這些難題，智能所研究人員通過(guò)設計制備出針對汞離子的特異性有機螯合配體，與汞離子通過(guò)配體交換反應形成螯合物，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，導致量子點(diǎn)的熒光效率發(fā)生改變，從而通過(guò)熒光強度和顏色的變化實(shí)現對汞離子的高靈敏選擇性檢測（Anal. Chem. 2012, DOI: 10.1021/ac302822c）。隨著(zhù)汞離子濃度的增加，熒光發(fā)射峰位逐漸向長(cháng)波方向移動(dòng)，同時(shí)伴隨著(zhù)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)一步設計并組裝了針對汞離子的紙質(zhì)傳感器，實(shí)現了對純水、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場(chǎng)快速可視化檢測
研究團隊提出的可視化檢測方法具有不依賴(lài)大型貴重的分析儀器、可進(jìn)行裸眼觀(guān)測、響應時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)，能夠實(shí)現痕量重金屬離子的現場(chǎng)快速可視化檢測。
研究人員又設計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合探針，通過(guò)探針不同顏色熒光的比率變化，可將其應用于可視化檢測分辨不同價(jià)態(tài)的鐵離子（Fe2+）。在紫外光照下，隨著(zhù)Fe2+濃度的增加，探針的熒光顏色從紅色變?yōu)樗{色，從而實(shí)現對Fe2+的可視化檢測（Nanotechnology 2012, 23, 315502）。此外，研究團隊還通過(guò)對氧化石墨烯的多層規整自組裝，研制出了由多層氧化石墨烯組裝的電極材料，結合電化學(xué)原理，可實(shí)現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項目“應用納米技術(shù)去除飲用水中微污染物的基礎研究”、國家自然科學(xué)基金委及中科院“百人計劃”支持。