重金屬快檢新法:紫外可見光譜+比色檢測

2020-11-26 儀器信息網

  近年來,作為百姓賴以生存的「菜籃子」、「米袋子」的耕地土壤和水源正在承受越來越多的重金屬汙染,以致於「鎘大米」、「毒海鮮」、「毒蔬菜」事件屢見不鮮。如何避免這些被重金屬超標的產品流入餐桌?重金屬離子檢測成了餐桌安全的「最後防線」。

吳愛國研究員

  在中科院寧波材料技術與工程研究所的實驗室中,吳愛國研究員和他的團隊,正在對一項全新的重金屬離子快速檢測技術開展研發。如果一切進展順利,這項技術將大大改變目前重金屬離子的檢測手段,對於構築餐桌安全「最後防線」將起到重要作用。

  吳愛國團隊正在努力的新技術,被稱為「納米貴金屬比色法」。一次偶然的機會,吳愛國團隊發現一些含納米顆粒的溶液遇到重金屬離子後會呈現不同顏色。基於這個發現,吳愛國在省自然科學基金傑出青年項目支持下開展了深入研究。

納米貴金屬比色法和可攜式紫外光譜儀

  經過4年多的不懈努力,他們終於找到了系統性快速便捷檢測重金屬的方法,並採用了「紫外可見光譜+比色檢測」的組合手段,原理上已經實現了對重金屬溶液的快速、可攜式的現場檢測。

  「用眼睛定性、用紫外可見光譜定量」是新方法的特色。吳愛國團隊利用經過修飾後的貴金屬納米粒子遇到重金屬離子後會出現顏色變化的特性,將不同的重金屬離子試劑製作成類似於pH試紙樣式的溶液,使用者可以通過對特定溶液顏色深淺對比知道重金屬汙染離子的種類,進而通過可攜式紫外可見光譜儀,則可以知道汙染的嚴重程度。

  相比於傳統的檢測手段,「納米貴金屬比色法」費用低廉、便於攜帶、易於現場操作等優點,使得快速、實時的現場檢測成為可能,可極大提高檢測效率。

  據吳愛國介紹,傳統重金屬離子檢測技術主要依託於大型的檢測設備且需要在標準的檢測實驗室中進行,因此整個過程往往需要1天時間。

檢測試劑遇不同重金屬離子呈現顏色各異

  而他們團隊正在研發的檢測方法,將來百姓只要在家裡根據說明書進行操作就可做測試:幾瓶含有不同試劑的溶液以及不到A4紙大小的紫外光譜儀,短短幾個小時內便可知道買回來的蔬菜、瓜果等是否被重金屬離子汙染。

  在節省了大量時間的同時,新的檢測方法更涉及常見的重金屬離子的種類。據了解,通常人們所謂的重金屬離子汙染,主要是指銅、汞、鉛、鉻(VI)、錳、鈷、鎳、鎘等造成的汙染,這些金屬離子中任何一種超標都能引起人的頭痛、頭暈、失眠或精神錯亂等症狀,甚至誘發癌症。而新研發的方法,對於上述幾種重金屬離子都能做出反映。

  據了解,在浙江省自然科學基金傑出青年項目的資助下,吳愛國團隊的研究已經進入到對實際樣品的研究測試階段。吳愛國表示希望這項新技術在各方面的共同努力下,儘快能夠跨過基礎研究到技術實用化的鴻溝,以便構築起餐桌安全的「最後防線」,真正地將「毒大米」、「毒蔬菜」等汙染食品拒之於「桌」外。

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