固体所利用荧光法检测多氯联苯研究取得进展

2011-1-06 17:01 来源: 中国科学院
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PITC@AAO荧光传感膜对1~6ppb的PCB101的响应情况及相对应的滴定曲线

  多氯联苯(PCBs)是一种极其难以降解的有毒物质,曾广泛用于绝缘油、润滑油、热载体以及工业产品添加剂等。70年代,人们发现多氯联苯的毒性和危害性,停止了生产。然而,由于多氯联苯属于一类持久性有机污染物(POPs),目前在大气、水、土壤与食品中仍然可以发现其存在。多氯联苯属于致癌物质,容易累积在脂肪组织,造成脑部、皮肤及内脏的疾病,并影响神经、生殖及免疫系统。因此,对多氯联苯的快速检测和有效治理尤为紧迫。目前检测多氯联苯主要有免疫测定方法,气相色谱分析法,大气压力化学电离和离子质谱法相结合的探测技术等方法。这些方法不仅灵敏度低,需要复杂昂贵的仪器设备,而且检测周期长,不能满足人们的要求。

  近年来,中科院合肥物质科学研究院固体所孟国文小组致力于探索用纳米材料的优异性能对痕量PCBs进行快速检测的新方法研究。他们利用多孔ZnO的表面光电压变化(Langmuir 26, 13703(2010))和贵金属纳米结构的表面增强拉曼散射效应(J. Appl. Phys. 107, 044315 (2010);Adv. Mater. 22, 4136(2010))成功实现了对痕量多氯联苯的快速检测。

  为了进一步提高对多氯联苯检测的灵敏度与选择性,该小组探索用简单、快速的荧光方法检测多氯联苯。最近,王美玲博士生在导师孟国文和中科院离子束与生物工程重点实验室黄青研究员的共同指导下,构筑了由负载在多孔阳极氧化铝(AAO)上的异硫氰酸苯酯(PITC)组成的荧光传感膜,实现了对PCB101的选择性、快速、痕量探测。他们将孔径为40纳米的多孔氧化铝模板在一定浓度的异硫氰酸苯酯(PITC)的正己烷溶液中浸泡,获得了内孔壁修饰有PITC的AAO复合荧光传感膜。在300nm紫外光照射下,将一定浓度的PCB101的正己烷溶液滴加到传感膜上,通过比较滴加PCB101前后的传感膜荧光强度的变化,实现了对痕量PCB101的快速探测。该方法简单、快速、重复性好、灵敏度高(可达到~ppb量级)。此外,该传感膜对PCB101具有很好的选择性,对PCB101的探测不会受到结构类似物(六氯苯、五氯苯酚、PCB20、PCB29等)的影响。

  荧光法是一种基于发光材料的分析方法:通过在一定波长的激发光照射下,荧光材料的发光强度随探测污染物浓度的不同而发生变化,从而达到对污染物浓度的检测。该方法简单、快速、灵敏度高、选择性好,且不需要对探测样品做复杂的预处理。

  相关成果申请了国家专利(201010505864.0),撰写的论文发表在Analyst 136, 278-281(2011)上。该工作得到重大科学研究计划“纳米研究”、国家自然科学基金以及中国科学院创新工程等项目的资助。