煙臺海岸帶所在針形傳感器檢測海水活性重金屬研究中取得進(jìn)展
海水中的痕量重金屬是對人類健康和生態(tài)環(huán)境有很大危害的污染物，而重金屬的毒性并不取決于其總濃度，而是和其在海水環(huán)境中的存在形態(tài)密切相關(guān)。作為我國海洋檢測規(guī)范（GB 17378-2007）和美國EPA重金屬檢測標(biāo)準(zhǔn)方法，陽極溶出伏安法（ASV）是用于金屬元素形態(tài)分析最簡單有效的技術(shù)。鑒于目前傳感器在靈敏度方面的限制，構(gòu)建高靈敏度的新型傳感器實(shí)現(xiàn)海水中痕量活性重金屬的形態(tài)分析具有非常重要的意義。
中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所“海岸帶營養(yǎng)元素監(jiān)測及應(yīng)用”團(tuán)隊(duì)，從針灸這一中國傳統(tǒng)治療方法中得到啟發(fā)，以不銹鋼針灸針為基體，結(jié)合功能納米材料，經(jīng)過絕緣、密封、功能化等流程，制備了一種新型針形傳感器。并以重金屬銅（Cu）作為模板，應(yīng)用所制備的針形傳感器實(shí)現(xiàn)了海水中活性重金屬的檢測分析。針形傳感器在結(jié)合針電極特殊的形貌、尺寸及功能納米材料的電化學(xué)催化、富集性能后，對Cu的溶出伏安法檢測展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能以及超高的靈敏度（檢出限15.4 pM）。并通過不同的樣品前處理過程，采用陽極溶出伏安法結(jié)合針形傳感器，實(shí)現(xiàn)了對海水中三種不同形態(tài)Cu（dissolved active Cu、dissolved acid extractable Cu、total acid extractable Cu）的檢測分析。同時(shí)，對針形傳感器的構(gòu)建方法進(jìn)行了改進(jìn)研究，采用自組裝的方法在針灸針表面上進(jìn)行納米材料的功能化修飾，制備的傳感器穩(wěn)定性更高。采用不銹鋼針灸針構(gòu)建的新型針形傳感器，硬度高、可穿刺，易于傳感器集成。
相關(guān)研究結(jié)果分別發(fā)表在Electrochimica Acta 和Analytical Methods 期刊上。上述研究工作得到中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、山東省和煙臺市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等資助。
論文信息：
(1) Needle-shaped electrode for speciation analysis of copper in seawater, Electrochimica Acta, 2018, 289: 474-482. doi:10.1016/j.electacta.2018.08.097.
(2)A novel stainless steel needle electrode based on porous ld nanomaterials for the determination of copper in seawater. Analytical Methods, 2019, 11(14): 1976–1983. doi:10.1039/C9AY00222G.
論文鏈接：1 2
圖1. 針形傳感器構(gòu)建及重金屬Cu溶出伏安法檢測機(jī)理
圖2. 海水中重金屬Cu的形態(tài)分析
