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 中科院合肥智能機械研究所王素華研究團隊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、費力，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)計制備出針對汞離子的特異性有機螯合配體，與汞離子通過配體交換反應(yīng)形成螯合物，進一步在發(fā)光量子點表面發(fā)生快速的陽離子取代反應(yīng)，導(dǎo)致量子點的熒光效率發(fā)生改變，從而通過熒光強度和顏色的變化實現(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，同時伴隨著量子點的黃光會逐漸演變成紅光（如圖示）。研究人員進一步設(shè)計并組裝了針對汞離子的紙質(zhì)傳感器，實現(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
研究團隊提出的可視化檢測方法具有不依賴大型貴重的分析儀器、可進行裸眼觀測、響應(yīng)時間快等優(yōu)點，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{色，從而實現(xiàn)對Fe2+的可視化檢測（Nanotechnology 2012, 23, 315502）。此外，研究團隊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“百人計劃”支持。