宁波材料所纳米快速检测在水体环境中的应用研究获进展

晓说

　　在经济发展的同时，各种环境污染问题尤其是水体环境中重金属及毒性小分子污染事件层出不穷，甚至有愈演愈烈之趋势。许多重金属离子与小分子污染物进入江河、湖泊、池塘和水库等水体环境，不但使得环境生态系统遭到破坏，而且使得饮用水的水源经常遭受污染，严重威胁人们的身体健康。

　　在浙江省杰出青年基金（项目批准号：R5110230）的资助下，中国科学院宁波材料技术与工程研究所吴爱国研究团队，通过与相关单位同行合作, 在重金属及小分子污染物的快速检测、吸附处理等方面取得了阶段性进展。

　　最近，该团队研究发现，通过抗刻蚀机理，利用纳米银三角片通过比色与紫外可见光谱实现了对小分子半胱氨酸的快速定性与定量检测，最低检测限可达到10 nM，并实现了对实际水样的有效检测（Nanoscale,2014,6,10631；中国发明专利申请号：201310367104.1）。此外，通过聚集机理，利用功能化的银纳米粒子对与引起老年痴呆疾病等密切相关的Al3+实现了快速检测，对水体中Al3+的最低检测限达到0.16 μM（Talanta,2014,122,272-277；中国发明专利申请号：201310386230.1）；利用醋酸盐、聚乙烯吡咯烷酮和8-羟基喹啉功能化的金纳米粒子，在重金属Hg2+存在时发生团聚变色的原理，实现了对其快速检测，最低检测限可达10nM，该成果以经典神话故事《西游记》唐僧师徒降魔除妖为杂志的背封面发表于Chem Commun (Chem.Comm,2014,49,6447-6450；中国发明专利申请号：201310382118.0和201310091158.X)。

　　此前，基于聚集机理，该团队与新能源所陈亮课题组合作利用功能化的金纳米粒子通过肉眼判别颜色的变化实现了对水体中的九种重金属离子的快速检测（Langmuir,2013,29,7591-7599；中国发明专利申请号：201210159826.3）。该成果发表后立即被Nature 杂志专门报道亚洲重要科研成果的科研媒介载体，以研究亮点的形式(Sensors: Metal indicator)进行了专题报道。进一步地，该团队利用功能化的介孔分子筛实现了快速裸眼检测并吸附重金属铜离子，该方法对铜离子的检测限可达到0.95 ppm，最大吸附容量为27.22mg/g，并可实现循环利用（Dalton Transactions,2014,43,8461），该工作将为重金属的快速检测与吸附回收的技术提供参考。

　　基于上述部分研究成果，浙江省杰出青年基金结题获得优秀。上述部分工作，中科院宁波材料所作为牵头申报单位，获得国家标准委员会的国家标准立项推荐。后续关于重金属铜、镉的检测工作参与并获得中科院STS项目资助，有望将相关技术推广至土壤中重金属有效态的快速检测方面。