郑州大学化学学院在重金属离子检测 脱毒和去除领域取得积极进展

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  近日,郑州大学化学学院屈凌波教授研究团队在重金属离子检测、脱毒和去除领域取得积极进展,其研究成果以 “Detection, detoxification, and removal of multiply heavy metal ions using a recyclable probe enabled by click and declick chemistry”为题的学术论文,在线发表于国际权威学术期刊《Journal of Hazardous Materials》。研究成果基于“点击化学”和“去点击化学”,构建了能够循环多次使用的重金属荧光可视化快检方法,同时结合高分子吸水性微球,实现了多种重金属离子检测、脱毒和富集去除的多效完美结合。

  重金属离子是一种高度危险的环境污染物,具有毒性高、持久性强和不可降解等特点,即使在很低的浓度,也会严重损害人类健康。重金属污染作为一名可怕的“杀手”,正在危害着人类的生命安全,以及我们赖以生存的环境。如何有效保障重金属污染下人民的生命健康是亟待解决的重大社会课题。荧光探针法是将荧光高灵敏与分子识别技术相结合的一种可视化光学快检分析方法。本研究基于硫醇触发的“点击化学”和重金属离子触发的“去点击化学”,通过重金属解毒剂二巯基丙磺酸、迈克尔受体型荧光团硅吡啰红以及重金属之间的特异性“Click/Declick”反应,构建了探针原位生成与重金属瞬间识别的分析检测体系,成功实现了多种重金属的即时、可视化检测。细胞毒性和斑马鱼成像实验显示,检测过程中重金属离子与解毒剂的结合,可以大大脱去重金属离子的固有毒性。无需任何纯化分离步骤,通过等量解毒剂的添加,即可实现整个反应体系的多次循环再生。在上述分析方法建立的基础上,基于高分子凝胶微球的高吸水性,将该荧光快检方法固载于微球内,进一步创建了一种简单、经济、实用、高效且环境友好的重金属离子检测、解毒和去除微球系统。该微球既可以实现重金属离子的检测,又可以将检测溶液中的重金属富集于微球内,实现重金属离子的高效去除(高达97.6%以上)。该研究工作不仅为重金属离子的检测,解毒和去除提供了新思路、新策略,而且实现了分析方法到方便使用的技术体系研发,有望重金属环境污染防控的实际转化与技术推广。

  2018级硕士研究生郭逸菲为论文第一作者,孙远强副教授和杨冉教授为通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划和中原学者基金的资金支持。

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