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近日,中國科學院煙臺海岸帶研究所陳令新團隊開發(fā)了簡單、快速、高靈敏的表面增強拉曼散射(SERS)檢測新策略,在納米塑料檢測技術方面取得進展。
針對納米塑料顆粒在SERS基底表面易團聚、分布不均以及難以高效嵌入信號增強“熱點”區(qū)域等問題,該研究利用納米粒子液-液界面自組裝原理,將待測納米塑料溶液與銀納米粒子混合,同時加入“橋梁”分子——1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇。該分子一端通過疏水作用結合納米塑料,另一端通過硫基錨定在銀納米粒子上。這種“雙重綁定”作用驅動兩種納米粒子在有機溶劑與水的界面快速自發(fā)組裝形成單層粒子薄膜。同時,該薄膜可輕松轉移到硅片上,用于納米塑料的SERS檢測。
這一共組裝單層膜SERS檢測納米塑料技術具有如下優(yōu)勢:溶液中待測納米塑料可在30秒內富集到單層膜上,且回收率大于90 %;單個納米塑料顆粒被多個銀納米粒子緊密包裹,精準落入SERS“熱點”區(qū)域,且其本征拉曼信號增強;對80、300、800 nm的聚苯乙烯納米塑料的檢測限分別低至0.01 mg/L、0.1 mg/L和0.1 mg/L;該技術可應用于聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚甲醛等塑料類型的識別,具有普適性;該技術無需固態(tài)SERS基底制備和樣品濃縮步驟。
基于這一方法,該研究量化了模擬海灘環(huán)境中納米塑料的生成速率,分析了黃粉蟲攝食聚苯乙烯發(fā)泡塑料過程中納米塑料生成量,揭示了煙臺養(yǎng)馬島局部海灘區(qū)域海水中納米塑料的賦存特征。
相關研究成果發(fā)表在《環(huán)境科學與技術》(Environmental Science & Technology)上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。
共組裝單層膜SERS檢測納米塑料示意圖
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