电子传输阻断效应:环境中持久性有毒污染物的检测新策略

AS持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)和重金属污染是目前面临的环境污染重大问题。近年来研究表明,持久性有毒污染物与环境中的常规污染物不同,具有持久性、生物累积性、高毒性、危害的隐蔽性和滞后性等特性,直接影响着人类生存与健康。因此,实现对其准确检测,达到早期预警的目的,现实意义特别重大。然而,上述持久性有毒污染物通常具有化学惰性和高介电性,对其检测也通常依赖大型仪器,如色谱法等。中国科学院合肥物质科学研究院黄行九研究员及其团队巧妙利用污染物的高介电性及其与环糊精分子的特殊反应性,提出了一种基于“电子传输阻断效应”的环境中持久性有毒污染物检测新策略,实现了对持久性有机污染物与重金属离子的痕量检测,为化学惰性有毒污染物的电化学分析提供了新思路。

研究表明,当电极尺度越小,对痕量持久性有毒污染物的响应灵敏度和分辨率越高,其中当电极尺度为400 nm时,对PCB-77检测限达到fM量级,对Cr(VI)检测限达到pM量级。此外,通过调节电解质溶液的pH,发现了电极对Cu(II), Zn(II), Cd(II), Pb(II)和 Mn(II)等二价重金属离子的电子转移的开关效应。相关研究结果以内封面论文发表在Wiley旗下期刊Advanced Science上。(Advanced Science, 2015,1500013)