持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances，PTS)是目前面临的重大环境污染问题，它包括持久性有机污染物（POPs）和重金属污染物等。大多数持久性有毒污染物通常具有化学惰性和高介电性，其检测通常依赖大型仪器，如色谱法、质谱法等。近日，中国科学院合肥物质科学研究院研究员黄行九及其团队巧妙利用污染物的高介电性及其与环糊精分子主客体分子的识别能力，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。
研究人员在不同尺寸的电化学电极上修饰环糊精，细致研究了典型持久性有机污染物与重金属污染物在修饰电极体系中的电化学阻抗谱。研究结果表明：（1）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400nm时，对PCB-77检测限达到fM量级，对Cr(VI)检测限达到pM量级。（2）修饰金纳米电极、微电极比在常规电极上的检测灵敏度高得多，并且检测的浓度更低。（3）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)等二价重金属离子电子转移的开关效应。最后，利用尺寸匹配效应对工作电极选择性检测持久性有机污染物的机理进行了合理解释。相关研究结果以内封面论文发表在Wiley旗下期刊《先进科学》杂志上（Advanced Science, 2015, DOI:10.1002/advs.201570013），并被材料点评(Materials Views )中文版网站报道。
该研究工作得到了国家重点基础研究发展计划纳米专项项目“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”支持。
基于“电子传输阻断效应”的环境污染物检测原理图（左）和论文内封面（右）
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