拉曼技術(shù)突破實現(xiàn)毒性有機污染物快速檢測

2020-12-21 14:09:36來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：SERS閱讀量：4532

導(dǎo)讀：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)研究部的研究團隊在SERS柔性襯底的研發(fā)工作中取得新進展。研究人員采用原位生長法制備出Ag納米顆粒修飾的細菌纖維素柔性復(fù)合襯底，利用細菌纖維素的體積收縮特性進一步提高Ag顆粒密度和襯底的SERS活性，實現(xiàn)了對多種毒性有機污染物的快速檢測。

　　【儀器網(wǎng) 技術(shù)前沿】近年來，環(huán)境治理與保護工作越來越受重視，對于污染物的研究也越來越深入。其中毒性污染物因其對人體健康與生態(tài)系統(tǒng)的負面影響而備受關(guān)注。毒性有機污染物通常為人工合成的有機物，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，對生態(tài)系統(tǒng)造成巨大威脅。毒性有機物對環(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)測方法。

　　毒性有機物的檢測主要依靠色譜質(zhì)譜檢測技術(shù)。雖然檢測精度高，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，檢測周期也很長，只適合在實驗室中進行檢測，而無法滿足現(xiàn)場快速檢測的要求。目前，毒性有機物現(xiàn)場快速檢測技術(shù)主要的方向是表面增強拉曼光譜技術(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。SERS對痕量物質(zhì)的探測能力由襯底的性能直接決定。在檢測環(huán)境中有機物污染物的應(yīng)用中，襯底的的穩(wěn)定性和機械柔韌性對SERS的檢測能力有著很大的影響，因此該應(yīng)用領(lǐng)域的重點研究方向就是研發(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)研究部的研究團隊在SERS柔性襯底的研發(fā)工作中取得新進展。研究人員采用原位生長法制備出Ag納米顆粒修飾的細菌纖維素柔性復(fù)合襯底，利用細菌纖維素的體積收縮特性進一步提高Ag顆粒密度和襯底的SERS活性，實現(xiàn)了對多種毒性有機污染物的快速檢測。

　　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，并利用細菌纖維素干燥時體積收縮的特性，進一步提高了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、貴金屬顆粒的負載數(shù)量有限以及在檢測過程中貴金屬顆粒容易從柔性基底上脫落的缺點，而且表現(xiàn)出更好的靈敏度、信號重復(fù)性和穩(wěn)定性。

　　經(jīng)過驗證，該襯底實現(xiàn)了對多種毒性有機污染物(福美雙、2-萘硫醇)的快速檢測，而且降低了這幾種污染物的檢測下限，在毒性有機污染物的現(xiàn)場快速檢測中具有很大的應(yīng)用潛力。

　　資料來源：合肥物質(zhì)科學(xué)研究院

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