科學(xué)島團(tuán)隊(duì)在實(shí)時(shí)同步可視化檢測(cè)亞硝酸鹽方面取得新進(jìn)展

近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所能源材料與器件制造研究部蔣長龍研究員團(tuán)隊(duì)在實(shí)時(shí)同步可視化檢測(cè)亞硝酸鹽方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Hazardous Materials上。

亞硝酸鹽（NO2-）被用作食品中的典型添加劑，但攝入人體后會(huì)導(dǎo)致血紅蛋白在血液中可逆轉(zhuǎn)化，從而損害氧轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。此外，它還會(huì)與體內(nèi)的仲胺發(fā)生反應(yīng)形成致癌N-亞硝胺。為了保護(hù)人體健康，世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水中NO2-的最大劑量為1.0 mg/L，肉制品中NO2-的含量不能超過30 mg/kg。但目前亞硝酸鹽的檢測(cè)通常存在檢測(cè)程序繁瑣、儀器費(fèi)用高、視覺半定量能力差或耗時(shí)長等問題，亟需進(jìn)一步提升檢測(cè)方法與檢測(cè)手段。

鑒于此，固體所研究人員開發(fā)了一種功能化的摻雜熒光探針的熱敏水凝膠，以靈敏地獲取NO2- 信息。功能化的金納米團(tuán)簇（Au NCs）和生物質(zhì)碳點(diǎn)（BCDs）復(fù)合材料被摻入泊洛沙姆（P407）、木質(zhì)素和纖維素構(gòu)建的水凝膠的多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，交聯(lián)的P407、木質(zhì)素和纖維素賦予了多網(wǎng)絡(luò)水凝膠優(yōu)異的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得熒光水凝膠表現(xiàn)出獨(dú)特的熒光響應(yīng)行為和操作穩(wěn)定性。這種新型Au NCs/LCG-P407熒光水凝膠能夠優(yōu)化便攜高效的器件策略，為進(jìn)一步開發(fā)食品安全中環(huán)境和危險(xiǎn)物質(zhì)檢測(cè)傳感平臺(tái)提供基礎(chǔ)。研究人員進(jìn)一步將該熱敏水凝膠傳感器與智能手機(jī)的顏色識(shí)別器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境水體中NO2-的可視化定量檢測(cè)。

圖1. Au NCs/LCG-P407 熒光水凝膠檢測(cè)NO2-的示意圖。

圖2. 四種不同水凝膠的SEM數(shù)據(jù)：(A) Poloxamer 407 ，(B)木質(zhì)素，(C)纖維素，(D) LCG-P407；(E) 不同水凝膠的透明度；(F) 不同水凝膠的失水率測(cè)試；(G) 不同水凝膠的溶脹動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試；(H) 不同水凝膠的熱重?cái)?shù)據(jù)表征；(I) 不同水凝膠的zeta數(shù)據(jù)表征；(J) 激光共聚焦顯微鏡照片：LCG-P407水凝膠和Au NCs/LCG-P407 @水凝膠對(duì)細(xì)菌的作用；(K) LCG-P407水凝膠和Au NCs/LCG-P407 @水凝膠大腸桿菌抗菌實(shí)驗(yàn)示意圖。