近日，安徽工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院張奎教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威期刊《Journal of Hazardous Materials》和《Chinese Chemical Letters》發(fā)表放射性核素離子可視化檢測(cè)的最新研究成果。

       鈾酰離子，作為放射性核素鈾在自然界中最穩(wěn)定的存在形式，由于其顯著的化學(xué)毒性和放射毒性，不恰當(dāng)?shù)慕佑|或攝入，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的DNA損傷、腎臟和骨骼疾病，甚至死亡。不同環(huán)境下鈾酰離子濃度極不平衡，實(shí)現(xiàn)對(duì)寬濃度范圍內(nèi)的鈾酰離子的快速實(shí)時(shí)實(shí)地精確的監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障我國(guó)公民的生命健康與財(cái)產(chǎn)安全具有重要的實(shí)際意義，將極大提高我國(guó)應(yīng)對(duì)不同環(huán)境下突發(fā)核公共安全事件的能力。

寬濃度鈾酰離子的熒光比率試紙的設(shè)計(jì)原理及可視化檢測(cè)

(a)鈾酰離子快速實(shí)時(shí)實(shí)地精確的監(jiān)測(cè)過(guò)程圖

寬濃度鈾酰離子的熒光比率試紙對(duì)純水(b)、湖水(c)和海水(d)中等鈾酰離子的檢測(cè)

       該研究將光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移效應(yīng)以及天線效應(yīng)相結(jié)合，開發(fā)了一種新型比率熒光探針，即硫化鋅量子點(diǎn)修飾的鍺酸鋅納米顆粒用于檢測(cè)鈾酰離子。當(dāng)鈾酰離子濃度在0.05-100μM時(shí)，鈾酰離子復(fù)雜的電子能級(jí)結(jié)構(gòu)，會(huì)誘導(dǎo)激發(fā)電子從硫化鋅量子點(diǎn)轉(zhuǎn)移到鈾酰離子上，猝滅硫化鋅量子點(diǎn)紅色熒光；當(dāng)鈾酰離子濃度在100-1000μM時(shí)，其吸附在鍺酸鋅納米顆粒表面形成絡(luò)合物，并促進(jìn)吸收的能量轉(zhuǎn)移到新形成的絡(luò)合物的發(fā)射態(tài)，在510 nm 處出現(xiàn)了顯著的綠色熒光。團(tuán)隊(duì)結(jié)合真空減壓抽濾，將探針牢牢吸附在濾紙的三維孔隙中，制備出了一種高質(zhì)量的熒光比色試紙，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境中鈾酰離子的寬濃度范圍的定性識(shí)別，比已報(bào)道的鈾酰離子檢測(cè)范圍高2到3個(gè)數(shù)量級(jí)。該試紙?jiān)诓煌瑒┝康拟欟ｋx子存在下，呈現(xiàn)出寬的連續(xù)的熒光顏色變化，從最初的紅色到橙色、巧克力色、橄欖色、黃綠色、淺綠色到最終的綠色。即使低至0.05μM的鈾酰離子溶液滴在試紙上也可以用肉眼清晰地辨別出其熒光顏色改變，低于世界健康組織規(guī)定的飲用水中130.0 nM的鈾酰離子檢測(cè)限。

(a)智能手機(jī)檢測(cè)鈾酰離子光學(xué)平臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

(b)智能手機(jī)檢測(cè)鈾酰離子光學(xué)平臺(tái)實(shí)樣圖

(c)比率熒光探針檢測(cè)鈾酰離子對(duì)應(yīng)熒光照片

(d)智能手機(jī)識(shí)別的R/B值與鈾酰離子濃度的線性關(guān)系

       此外，團(tuán)隊(duì)結(jié)合智能手機(jī)APP顏色識(shí)別器完成了鈾酰離子的現(xiàn)場(chǎng)可視化和定量化檢測(cè)。該比率熒光探針由藍(lán)色和紅色碳點(diǎn)通過(guò)合適的比例混合得到，鈾酰離子存在時(shí)紅色碳點(diǎn)熒光被猝滅而藍(lán)色碳點(diǎn)熒光不變，從而在紫外燈照射下觀察到明顯的由紅到藍(lán)的顏色變化。利用智能手機(jī)識(shí)別熒光探針溶液的顏色RGB值即可實(shí)現(xiàn)鈾酰離子的現(xiàn)場(chǎng)可視化和定量化檢測(cè)，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程在5分鐘內(nèi)即可完成。該研究為發(fā)展熒光試紙?jiān)诃h(huán)境、醫(yī)藥、食品、疾病診斷及公共安全等領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了新的思路和方法。

      《Journal of Hazardous Material》為生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域公認(rèn)的TOP期刊之一，2021年最新影響因子為10.588。安徽工業(yè)大學(xué)為論文第一單位，張建副教授為論文第一作者，張奎教授為論文通訊作者，安徽大學(xué)耿軍龍教授為共同通訊作者?！禖hinese Chemical Letters》是由中國(guó)化學(xué)會(huì)主辦，內(nèi)容覆蓋我國(guó)化學(xué)研究全領(lǐng)域，報(bào)道我國(guó)化學(xué)領(lǐng)域研究的最新進(jìn)展及熱點(diǎn)問題，2021年最新影響因子為6.779。安徽工業(yè)大學(xué)為論文第二單位，安徽工業(yè)大學(xué)與安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)的研究生錢晶晶為論文第一作者，張建副教授和張奎教授為論文共同通訊作者。以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、安徽省杰出青年科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129182

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cclet.2020.05.004

新聞鏈接：http://www.ahut.edu.cn/info/1226/20029.htm

免責(zé)聲明：

  網(wǎng)站內(nèi)容來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，由網(wǎng)絡(luò)編輯負(fù)責(zé)審查，目的在于傳遞信息，提供專業(yè)服務(wù)，不代表本網(wǎng)站平臺(tái)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。如因內(nèi)容、版權(quán)問題存在異議的，請(qǐng)與我們?nèi)〉寐?lián)系，我們將協(xié)調(diào)給予處理（按照法規(guī)支付稿費(fèi)或刪除），聯(lián)系方式：ahos@aiofm.ac.cn 。網(wǎng)站平臺(tái)將加強(qiáng)監(jiān)控與審核，一旦發(fā)現(xiàn)違反規(guī)定的內(nèi)容，按國(guó)家法規(guī)處理，處理時(shí)間不超過(guò)24小時(shí)。