拉曼技术突破 实现毒性有机污染物快速检测
- 2020/12/21 16:25:11 16784
- 来源：仪器网
【仪表网 仪表产业】近年来，环境治理与保护工作越来越受重视，对于污染物的研究也越来越深入。其中毒性污染物因其对人体健康与生态系统的负面影响而备受关注。毒性有机污染物通常为人工合成的有机物，不仅具有稳定的结构，可以在环境中长期残留，还具有较高的毒性，而且容易在生物内蓄积并通过生物富集在食物链中传递，对生态系统造成巨大威胁。毒性有机物对环境与人类的危害已经不容忽视，但是仍然没有较为简便的监测方法。
毒性有机物的检测主要依靠色谱质谱检测技术。虽然检测精度高，并且可以获得丰富的信息，但是色谱与质谱技术需要的设备复杂，检测周期也很长，只适合在实验室中进行检测，而无法满足现场快速检测的要求。目前，毒性有机物现场快速检测技术主要的方向是表面增强拉曼光谱技术(SERS)。
作为一种新型的痕量分析技术，SERS可以将吸附在材料表面的分子拉曼信号放大约106~1014倍，而且SERS不仅灵敏度高，还具有响应速度快、指纹效应等特点。SERS对痕量物质的探测能力由衬底的性能直接决定。在检测环境中有机物污染物的应用中，衬底的的稳定性和机械柔韧性对SERS的检测能力有着很大的影响，因此该应用领域的重点研究方向就是研发柔性SERS衬底。
近日中国科学院合肥研究院固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部的研究团队在SERS柔性衬底的研发工作中取得新进展。研究人员采用原位生长法制备出Ag纳米颗粒修饰的细菌纤维素柔性复合衬底，利用细菌纤维素的体积收缩特性进一步提高Ag颗粒密度和衬底的SERS活性，实现了对多种毒性有机污染物的快速检测。
与已有的柔性SERS衬底制备方法相比，这种新方法不再需要将预先合成的贵金属纳米颗粒通过浸涂、过滤等方式修饰到柔性材料表面，而是采用由细菌纳米纤维素组成的三维网络结构作为柔性载体，利用银镜反应在其表面原位生长均匀分布的Ag纳米颗粒，并利用细菌纤维素干燥时体积收缩的特性，进一步提高了Ag颗粒密度。不仅克服了原有方法贵金属颗粒和柔性材料之间连接较弱、贵金属颗粒的负载数量有限以及在检测过程中贵金属颗粒容易从柔性基底上脱落的缺点，而且表现出更好的灵敏度、信号重复性和稳定性。
经过验证，该衬底实现了对多种毒性有机污染物(福美双、2-萘硫醇)的快速检测，而且降低了这几种污染物的检测下限，在毒性有机污染物的现场快速检测中具有很大的应用潜力。
资料来源：合肥物质科学研究院
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