[00984015]仿生敏感纳米探针设计及其在环境检测中应用

随着经济的快速发展和逐步全球化，遭遇各种环境污染事件的风险也在大大增加，因此，国家和社会急需发展先进的敏感材料和传感技术解决危及公共环境安全有害物质的快速检测和治理方面所面临的挑战。近年来，课题组小组在国家自然科学基金（20875070、20907035、21201132、21377099）等项目支持下，重点开展了针对环境中持久性有机污染物和重金属离子的识别与探测研究，设计并合成了一系列对目标污染物具有高选择性和高灵敏识别能力的印迹纳米材料和有机-无机传感材料，实现对环境污染物高选择性、高灵敏度和实时探测。该项目研究工作取得了多项具有创新性和系统性的研究成果，近年来在国际刊物上发表SCI论文20余篇，发表论文被SCI他引290次，第一作者单篇SCI他引109次。代表性工作有：发展了表面诱导电聚合印迹技术制备高密度分子印迹膜方法，实现对农药分子电化学探测。利用表面诱导电聚合印迹技术在纳米金（AuNPs）粒子等表面制备对有机农残分子具有高选择性、高亲和力、高灵敏的印迹膜，结合电化学检测技术农残的检测。在拥有大的比表面积的纳米粒子表面上印迹农残分子，不仅能有效地增大表面印迹位点的数量，同时也能显著地提高测定的灵敏度、选择性。该项工作部分研究结果发表在美国化学会重要期刊Anal. Chem.（2010,82,241-249）上。论文评审人认为“利用纳米金粒子提高分子印迹材料灵敏性的设计具有一定的创新性，该项工作提供了高质量、全面的实验数据，是一项优秀和重要的研究工作”。该论文被其他SCI期刊引用109次，并被Chem. Rev.（2012,112,5317）、Chem. Rev.,（2012,112,2739）、Trend Anal. Chem.（2011,30,254）等顶级期刊的综述文章进行大段评述，该技术原理的示意图被Chem. Rev.（2012,112,5317）完整引用。提出了表面诱导印迹技术制备芯-壳型分子印迹纳米材料方法，实现对农药分子化学发光检测技术。利用溶液蚀刻法等，在二氧化硅等核-壳型印迹纳米粒子制备结构空心的印迹粒子，与传统分子印记材料相比，这种结构印迹粒子具有吸附容量大、吸附速度快以及选择性好的优点；结合高灵敏的化学发光反应，建立基于化学发光信号输出的化学发光传感分析技术，该技术为发展用于环境样品中痕量有机磷残留物的在线富集和传感检测提供了基础。该项工作部分研究结果发表在Microchim. Acta,2011,174,311-320）, Sensor Actuat. B（2011,160,511-516）等国际期刊上。研究成果被TrAC Trends in Anal. Chem.(2012,34:59-77,2013,51:146-157)等主流期刊的综述文章进行大段评述。发展有机-无机杂化纳米结构传感材料的制备方法和技术，构筑高密度选择性吸附位点的纳米电化学传感器。将传统的传感探针分子与纳米材料相结合，构筑具有高灵敏和高选择特性，同时又具有信号响应的有机-无机杂化纳米结构传感材料，结合电化学和荧光等检测手段，实现对环境水体中的重金属离子等污染物探测。研究成果在Electrochim. Acta (2015,153,12–18)，Sens. Actuators B(2013,182,382-389), Anal. Meth. (2013,5,2615-2622), J.Electrochem. Soc.（2013，160：B225-B230)等国际期刊上发表。