中国石油大学在贵金属纳米材料的比色传感研究中取得新进展

2014-09-29 中国石油大学新闻网

  原标题:贵金属纳米材料的比色传感研究获新进展

  日前,中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室在站博士后、理学院曾景斌副教授课题组在贵金属纳米材料的比色传感研究领域取得持续性进展。课题组发现一种甲醛快速检测的新方法,并在其研究基础上建立了一种高灵敏的水中剧毒氰化物的比色检测方法,在本研究领域引起广泛影响。

  相关研究成果(“A colorimetric agarose gel for formaldehyde measurement based on nanotechnology involving Tollens reaction”)以封底论文发表于5月8日出版的英国皇家化学会学术期刊Chemical Communications;又于7月23日,在英国皇家化学会学术期刊Nanoscale发表后续研究成果(“Au@Ag core/shell nanoparticles as colorimetric probes for cyanide sensing”)。

  纳米材料已成为如今的研究热点,纳米尺度的贵金属材料因其突出的催化性质、电性质、磁性质和光学性质,已经成为纳米科技领域中最富有活力的分支学科。作为材料科学中的一个重要研究领域,纳米材料近年来已引起广泛的重视。

  传统的甲醛检测方法主要包括色谱法、毛细管电泳法、荧光法、生物传感器等。这些方法虽然具有较高灵敏度和准确性,但是却需要大型仪器的辅助以及专业的操作人员,难以满足普通民众日常检测甲醛的需要。相比于传统的仪器方法,目前普遍使用的目视比色法是实现甲醛快速实时监测的重要手段,但这些方法不同程度的存在灵敏度低、缺乏特异性、反应时间长及需要强酸或强碱等苛刻反应介质等缺点。

  针对上述甲醛检测方法的不足,研究人员巧妙地结合纳米技术与银镜反应,建立了一种适用于室内甲醛实时、快速检测的新方法。该方法主要利用纳米金、银摩尔吸光系数高(比一般的有机生色剂高3-5个数量级)、表面等离子体共振吸收与其成分与尺寸直接相关等特点,结合经典的银镜反应,通过形成金@银核-壳纳米结构,使金表面的等离子体共振吸收转化为金银协同共振吸收,进而产生肉眼可识别的颜色变化,达到快速检测甲醛的目的。研究人员进一步把检测体系包埋于琼脂,构建了一种可供甲醛检测的便携式“试纸条”,该方法具备检测灵敏度高、检测速度快、无需大型仪器辅助和专业操作人员等优点,有望实现室内甲醛的便捷监测。

  课题组进一步以上述合成的金@核银壳纳米粒子为探针,利用氰化物对金、银具有很强的配位作用等特点,建立了一种高灵敏的饮用水中剧毒氰化物的比色检测方法。研究结果表明,氰化物可以依次对金@银核壳纳米粒子的银壳和金核进行刻蚀,使核壳结构的成分和尺寸比发生变化,进而产生肉眼可观测的颜色变化,相关颜色变化与氰化物的浓度呈正相关。该方法特异性好、色阶梯度明显,通过“裸眼”即可检测到饮用水中低至1.2μM的氰化物,是目前最灵敏的比色检测氰化物的分析方法之一。

  该系列工作得到了重质油国家重点实验室阎子峰教授的指导。以上研究受到国家自然科学基金、山东省中青年科学家奖励基金、国家博士后基金、中央高校自主创新基金的资助。

  消息来源:http://news.upc.edu.cn/sdyw/2014/09/28/21404332931.shtml

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