石墨烯检测器 铅灵敏度提升百万倍

中国科学报
发布时间: 2024-02-22 18:42:01 5494次浏览

 dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

日前,美国加州大学圣地亚哥分校科研人员在《纳米快报》发表文章表示,开发了一种由石墨烯制成的超灵敏传感器,可以检测水中极低浓度的铅离子,灵敏度是传统技术的100万倍,达到创纪录的飞摩尔级别的检出极限。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

铅离子的实验装置检测装置。 图片来源:加州大学圣地亚哥分校dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

长久以来,铅暴露是威胁人类健康的严重问题。有研究表明,饮用水中铅达到1个ppb(10亿分之一)浓度,就可能会导致如生长发育缓慢等的有害后果,因此大幅提升铅检测的灵敏度成为惹人关注的话题。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

目前,用于高精度和高灵敏度检测铅的传统技术通常依赖于昂贵的仪器,这限制了其广泛使用。而家庭试剂盒虽然更易得,但往往不可靠,检测极限相对较差。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

石墨烯具有极佳的导电性和巨大的比表面积,为传感应用提供了理想的平台。本研究中的装置由安装在硅片上的单层石墨烯组成。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究人员通过在石墨烯表面附着连接体分子来增强传感能力,这种连接体充当离子受体的锚,并最终实现对铅离子的捕获。这项工作的一个关键特征,是使传感器对检测铅离子具有高度的特异性。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

科研团队使用了对特定离子具有特异选择性的核酸适配体(一种短的单链DNA或RNA)作为离子受体,通过调整DNA或RNA序列,进一步增强了受体对铅离子的结合力,使传感器仅在与铅离子结合时被触发。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

同时,通过详细研究石墨烯传感器表面在分子尺度的反应过程,科研人员实现了飞摩尔检测极限。他们结合实验与理论研究,监测了连接体与石墨烯表面的逐步粘附、受体与连接体的结合,以及最终铅离子与受体的连接。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

通过分析系统的结合能、电容变化、分子构象等热力学参数,科学家发现这些参数在优化传感器性能方面发挥着关键作用。通过优化这些热力学参数以及整个系统的设计,研究人员最终创造出这种灵敏度前所未有的、特异性检测铅离子的传感器。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

目前,这项技术正处于概念验证阶段。“我们开发的技术旨在克服成本和可靠性问题。”论文通讯作者、加州大学教授Prabhakar R. Bandaru表示:“希望有一天能在现实世界中实现它。”因此,下一步需要与行业伙伴合作,扩大生产以供商业使用。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

“鉴于其相对易于制造,我们的目标是最终将其部署在家庭中。” Bandaru说,期待有朝一日,“水中哪怕只有一个铅离子存在,也能检测出来”。dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c04066dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯


dHM知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

本文链接:http://knowith.com/news-3-281.html石墨烯检测器 铅灵敏度提升百万倍

声明:本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

热门文章

延伸阅读

相关阅读

艺考哪个专业最好考
今天小编整理了艺考哪个专业最好考相关信息,希望在这方面能够更好帮助到大家。 高考走艺术哪个专业好 1.文化成绩一般、专业要求高的专业:美术、表演、音乐、舞蹈 美术:学美术报考人数最多
鱼台中职春季高考分数线 山东春季高考专科分数线
鱼台中职春季高考分数线 山东春季高考专科分数线很多朋友对这方面很关心,整理了相关文章,供大家参考,一起来看一下吧! 2022年春季高考专科分数线是150分。 春季高考是为缓解夏季高考压力,带给考
2024年艺考在哪里考山东 山东2024年艺考时间表
2024年艺考在哪里考山东 山东2024年艺考时间表很多朋友对这方面很关心,整理了相关文章,供大家参考,一起来看一下吧! 山东艺考:美术与设计类、书法类、音乐类、表(导)演类的笔试科目考试时间为2023
2o24年省考在啥时间(2024年省考报名时间和考试时间)
小编给大家带来了2o24年省考在啥时间(2024年省考报名时间和考试时间)相关文章,一起来看一下吧。 2o24年省考在啥时间如下: 2024年公务员省考的考试时间是在3-4月份,报名时间是在2-3月份,国考
江苏合格考2024年考试是什么时候?
江苏合格考2024年考试是什么时候?相关内容,小编在这里做了整理,希望能对大家有所帮助,关于江苏合格考2024年考试是什么时候?信息,一起来了解一下吧! 高考艺考时间介绍如下: 2024艺考时间: 1
编导艺考有哪些考试项目?
编导艺考有哪些考试项目?相关内容,小编在这里做了整理,希望能对大家有所帮助,关于编导艺考有哪些考试项目?信息,一起来了解一下吧! 编导艺考的考试项目主要包括以下几个方面: 1.文化课考试:这是所有

热点精选

最新推荐

您可能感兴趣