持久性有機污染物POPs快速檢測方法取得新進展

　　持久性有機污染物(Persistent Organic Pollutants，簡稱POPs)對人類健康和生態環境具有很大的威脅。作為POPs主要來源之一的工業化學品多氯聯苯(PCBs)，不但能在環境中長期殘留、可長距離遷移，還具有脂溶性和生物蓄積性，對人類和動植物有很大的毒副作用，已引起了國際社會的高度關注。目前對PCBs的常用檢測方法主要有：熒光光譜法、色譜分析法以及氣相色譜同位素稀釋飛行時間質譜分析法等等，這些方法不僅需要復雜昂貴的儀器設備，而且檢測周期長，不能滿足人們對這些高毒性、低濃度的特殊污染物進行快速、痕量檢測的迫切需要。

　　近年來，中科院合肥物質科學研究院固體物理所孟國文小組致力于探索用納米材料的優異性能檢測PCBs的新方法，他們追求的目標是，通過設計構筑新的納米結構，將其作為檢測器件的敏感工作單元，實現對POPs的高靈敏、高選擇、可信度高、重復性好的快速實時在線檢測。經過科研人員的不懈努力，取得了一些初步進展。例如：發明了一種基于多孔ZnO的表面光電壓變化快速檢測兩種PCBs(PCB29和PCB101)的新方法及原型器件(Langmuir 26, 13703(2010);ZL申請號：200910185596.6);基于銀納米“樹枝晶”表面增強拉曼散射(SERS)效應對PCB77的快速檢測(J. Appl. Phys.107, 044315 (2010);ZL申請號：20091016342.9)。

　　科研人員在研究中發現，由于每個納米“樹枝晶”在一定范圍內是一個獨立的小“單元”，在“單元”與“單元”之間會出現“空缺”，所以，如果SERS信號的取樣點不巧取在了“空缺”的位置，則所獲得的Raman信號就不能反映實際情況。在前期研究的基礎上，黃竹林博士生在導師孟國文和中科院離子束與生物工程重點實驗室黃青研究員的共同指導下，根據具有納米級粗糙度的貴金屬顆粒或溶膠表面，在某一波長激光的照射下，吸附分子的拉曼散射信號大幅度增強的SERS效應，構筑了大面積范圍內SERS信號可重復的高度有序Ag@Au納米棒陣列，并實現了對痕量PCBs的快速檢測。為了檢驗襯底上不同位置SERS信號的重復性與一致性，他們在同一襯底上任意選取了7個點，測量結果發現R6G的特征峰相當強度漲落非常小，說明這種新襯底的SERS活性均勻、穩定、可信、重復性好。他們在該襯底上，實現了對三氯聯苯PCB20的快速痕量檢測。

　　相關成果申請了國家ZL(200910184967.8)，撰寫的論文發表在Adv. Mater. 22, 4136(2010) 上。該工作得到“納米研究”重大科學研究計劃、國家自然科學基金以及中國科學院創新工程等項目的資助。