《基於納米結構陣列的SERS效應對痕量多氯聯苯的快速檢測》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由孟國文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於納米結構陣列的SERS效應對痕量多氯聯苯的快速檢測
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孟國文
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多氯聯苯(PCBs)危及人類健康，且其危害具有累積性，痕量PCBs就會造成極大危害。目前實驗室採用色/質譜等方法檢測PCBs，需要萃取、濃縮、淨化等繁瑣的過程；雖然能實現痕量檢測，但卻無法實現快速檢測。而痕量PCBs的快速檢測至關重要，對突發、應急事件的預警與跟蹤具有極其重要的意義。貴金屬納米結構的表面電漿共振會引起局域場增強；當待檢物吸附在其表面時，其拉曼信號強度會大幅度提高，產生表面增強拉曼散射(SERS)效應。由於拉曼光譜測量快，所以利用納米結構SERS效應有望實現對痕量PCBs的快速檢測。本項目將研究構築SERS活性高、信號均勻、穩定、可重複的納米結構的方法；篩選對PCBs特異性選擇吸附的物質，並將其修飾在納米結構表面，以便有效捕捉痕量PCBs；研究納米結構對PCBs拉曼信號增強的規律與機理；為基於納米結構SERS效應快速檢測痕量PCBs提供科學依據，對環境健康具有重要意義。
結題摘要
多氯聯苯(PCBs)是一類高毒性持久有機污染物，曾作為工業品大量使用。脂溶性的PCBs可經過食物鏈累積放大，痕量的PCBs就會造成極大危害。以色/質譜為代表的現有檢測方法雖然能夠實現痕量檢測，但需要萃取、濃縮、淨化等繁瑣的過程，無法做到快速檢測。貴金屬納米結構表面增強拉曼散射(SERS)效應可以大幅度提高吸附在其表面PCBs的特徵拉曼峰強度，基於拉曼光譜的指紋特性和快速測量特點，利用納米結構SERS效應有望實現對痕量PCBs的快速檢測。本項目探索了有序多孔模板和無模板法構築納米結構陣列的技術；研究了納米結構單元的形貌、尺寸和排列方式對SERS活性的影響機理和規律；篩選了能有效“捕捉”PCBs的物質，並研究了將其修飾在納米結構陣列表面的方法；探索了實驗室條件下快速檢測痕量PCBs的可行性。項目組發展了構築納米結構陣列的普適方法和在納米結構陣列上修飾生化物質的方法，獲得SERS活性高、信號均勻穩定、對PCBs能有效“捕捉”的納米結構陣列，初步實現了對痕量PCBs的準確識別與快速檢測。順利地完成了研究任務，實現了預期目標，為構建基於納米結構陣列的SERS器件提供了科學依據、奠定了相關材料基礎。相關研究結果共發表SCI論文27篇，其中影響因子(IF)大於3的有24篇，IF大於5的有14篇。包括國際功能材料類知名刊物Adv. Funct. Mater.一篇、納米類知名刊物Nano Research兩篇、Small一篇、Nanoscale三篇。有兩篇論文以封面發表在Adv. Funct. Mater.和Nano Research上，有兩篇論文以背封面發表在J. Mater. Chem. C和Analyst上。2013年發表在J. Raman Spectrosc.和Adv. Funct. Mater.的論文已分別被SCI刊物引用52次和25次，2014年發表在Nanoscale的論文已經被SCI刊物引用23次。同時，為了保護智慧財產權，相關研究結果共申請中國發明專利16項。
