揮發性有機化合物檢測研究領域取得進展

2021-02-13 中科院之聲

近日，中國科學院高能物理研究所多學科中心李敏團隊與廣西大學研究人員合作在揮發性有機化合物（VOC）檢測研究領域取得進展，相關研究成果以SERS-Active MIL-100(Fe) Sensory Array for Ultrasensitive and Multiplex Detection of VOCs為題發表在國際化學期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。

該研究團隊發現金屬有機骨架（MOFs）MIL-100（Fe）材料對VOCs分子具有吸附拉曼增強效應，其對甲苯和丙酮的吸附檢測性能顯著優於傳統氣體傳感器。MOFs對VOCs的吸附呈現「陣列分辨傳感」特性，能夠實現對多種VOCs的傳感。引入「熱點」後，拉曼增強效應使MIL-100（Fe）對甲苯的檢測限降到0.48 ppb，刷新了傳統氣體傳感器的檢測極限。通過理論計算，研究人員發現該材料可通過強化吸附、電荷轉移、帶間共振等幾種形式使VOCs在MIL-100(Fe)上實現吸附強化-電荷傳遞協同作用，最終產生拉曼增強效應。

本研究利用該檢測平臺對多種肺癌呼出標記物進行分析，顯示了其在肺癌早期診斷方面的潛在應用價值，為腫瘤呼出標誌物的同時檢出開拓了新思路，同時基於吸附強化拉曼增強效應人工嗅覺系統的成功運用，將為腫瘤早診在方法學上提供新途徑。

隨著現代化工業迅速發展和人們生活水平不斷提高，揮發性有機化合物造成的大氣汙染和室內環境的微汙染問題受到越來越多關注。大部分VOCs有害甚至致癌，因此，實現環境中VOCs的靈敏檢測與監測對保護人類健康具有重要意義。

上述工作得到國家自然科學基金委員會資助支持。

基於MILs-MOF構建人工嗅覺系統實現揮發性有機化合物檢測的原理示意圖

來源：中國科學院高能物理研究所

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