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拉曼技術(shù)突破 實(shí)現(xiàn)毒性有機(jī)污染物快速檢測(cè)
2020年12月22日 08:44:28
來源：儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：5125
毒性有機(jī)物的檢測(cè)主要依靠色譜質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)。雖然檢測(cè)精度高，并且可以獲得豐富的信息，但是色譜與質(zhì)譜技術(shù)需要的設(shè)備復(fù)雜，檢測(cè)周期也很長，只適合在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行檢測(cè)，而無法滿足現(xiàn)場快速檢測(cè)的要求。目前，毒性有機(jī)物現(xiàn)場快速檢測(cè)技術(shù)主要的方向是表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)(SERS)。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】近年來，環(huán)境治理與保護(hù)工作越來越受重視，對(duì)于污染物的研究也越來越深入。其中毒性污染物因其對(duì)人體健康與生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響而備受關(guān)注。毒性有機(jī)污染物通常為人工合成的有機(jī)物，不僅具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可以在環(huán)境中長期殘留，還具有較高的毒性，而且容易在生物內(nèi)蓄積并通過生物富集在食物鏈中傳遞，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成巨大威脅。毒性有機(jī)物對(duì)環(huán)境與人類的危害已經(jīng)不容忽視，但是仍然沒有較為簡便的監(jiān)測(cè)方法。
毒性有機(jī)物的檢測(cè)主要依靠色譜質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)。雖然檢測(cè)精度高，并且可以獲得豐富的信息，但是色譜與質(zhì)譜技術(shù)需要的設(shè)備復(fù)雜，檢測(cè)周期也很長，只適合在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行檢測(cè)，而無法滿足現(xiàn)場快速檢測(cè)的要求。目前，毒性有機(jī)物現(xiàn)場快速檢測(cè)技術(shù)主要的方向是表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)(SERS)。
作為一種新型的痕量分析技術(shù)，SERS可以將吸附在材料表面的分子拉曼信號(hào)放大約106~1014倍，而且SERS不僅靈敏度高，還具有響應(yīng)速度快、指紋效應(yīng)等特點(diǎn)。SERS對(duì)痕量物質(zhì)的探測(cè)能力由襯底的性能直接決定。在檢測(cè)環(huán)境中有機(jī)物污染物的應(yīng)用中，襯底的的穩(wěn)定性和機(jī)械柔韌性對(duì)SERS的檢測(cè)能力有著很大的影響，因此該應(yīng)用領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向就是研發(fā)柔性SERS襯底。
近日中國科學(xué)院合肥研究院固體物理研究所納米材料與器件技術(shù)研究部的研究團(tuán)隊(duì)在SERS柔性襯底的研發(fā)工作中取得新進(jìn)展。研究人員采用原位生長法制備出Ag納米顆粒修飾的細(xì)菌纖維素柔性復(fù)合襯底，利用細(xì)菌纖維素的體積收縮特性進(jìn)一步提高Ag顆粒密度和襯底的SERS活性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種毒性有機(jī)污染物的快速檢測(cè)。
與已有的柔性SERS襯底制備方法相比，這種新方法不再需要將預(yù)先合成的貴金屬納米顆粒通過浸涂、過濾等方式修飾到柔性材料表面，而是采用由細(xì)菌納米纖維素組成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為柔性載體，利用銀鏡反應(yīng)在其表面原位生長均勻分布的Ag納米顆粒，并利用細(xì)菌纖維素干燥時(shí)體積收縮的特性，進(jìn)一步提高了Ag顆粒密度。不僅克服了原有方法貴金屬顆粒和柔性材料之間連接較弱、貴金屬顆粒的負(fù)載數(shù)量有限以及在檢測(cè)過程中貴金屬顆粒容易從柔性基底上脫落的缺點(diǎn)，而且表現(xiàn)出更好的靈敏度、信號(hào)重復(fù)性和穩(wěn)定性。
經(jīng)過驗(yàn)證，該襯底實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種毒性有機(jī)污染物(福美雙、2-萘硫醇)的快速檢測(cè)，而且降低了這幾種污染物的檢測(cè)下限，在毒性有機(jī)污染物的現(xiàn)場快速檢測(cè)中具有很大的應(yīng)用潛力。
資料來源：合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
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