2022年CAIA奖一等奖:环境污染因子光电传感新方法研究
时间:2023-04-12      来源:中国分析测试协会

完成单位:青岛农业大学

完成人:李峰、李海银、盖盼盼、葛磊、刘晓娟、常加富、朱党强、杨立敏

成果简介:污染因子检测对推动化学与环境、食品交叉学科发展,推进健康中国建设具有重要研究意义。但传统方法存在操作繁琐、成本昂贵、灵敏度与准确性尚需提高等关键难题。发展污染因子传感新方法是解决以上问题的有效途径。光电传感技术具有简单、快速、背景信号低、灵敏度高等突出优点,成为分析化学领域的前沿研究方向。如何科学地从分子识别、信号转换及传导方面,设计构建灵敏、准确的光电传感新方法,是该领域的重大挑战。项目面向人民生命健康重大需求,围绕与环境、食品紧密相关的污染因子,从化学信号传感和光电信号转换两方面入手,构建了农药残留光电传感新方法、揭示了农药多残留同时检测机理,提出了重金属光电化学分析检测新思路,开拓了阴离子污染物均相电化学传感方向,为污染因子的高灵敏度、高选择性分析提供了新思路、新方法和新途径。

创新点及科学价值:(1)基于功能光电半导体,创建了多种新型农药残留光电传感方法,揭示了农药多残留同时检测机理;(2)建立了重金属光电化学检测新方法,揭示了探针与靶标金属的特异性识别机制,实现了生态环境和食品中重金属的简单、快速、准确、灵敏检测,提出了重金属光电化学检测新思路;(3)发现了光电功能材料与靶标的特异性响应机制,建立了阴离子污染物的免固定、高灵敏、高选择性均相电化学传感新方法,开拓了阴离子污染因子均相电化学传感方向。

社会经济效益:项目面向人民生命健康重大需求,围绕与环境、食品紧密相关的污染因子,从化学信号传感和光电信号转换两方面入手,成功实现了农药残留、重金属、阴离子污染物的高灵敏、高选择性光电传感检测。成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Anal. Chem.等学术期刊31篇,其中ESI高被引论文2篇,得到了以唐本忠院士和Reisner教授为代表的国内外同行专家正面评价,为污染因子的高灵敏检测提供重要的技术支撑,推动了环境分析与食品分析领域的发展,具有重要的理论指导意义和潜在的社会经济效益。

应用前景:与传统检测方法相比,本项目发展的污染因子光电传感新方法具有简单、快速、强抗干扰能力、高灵敏、高选择性等显著优势。目前,本项目组与青岛欧蓝特环境科技有限公司、青岛海陆空环境自控工程有限公司和海德威科技集团(青岛)有限公司等单位进行合作交流,在农药残留、铜离子、硫离子检测中取得了良好的效果。因此,项目开发的光电传感新方法有望为环境与食品中污染因子的检测提供有力的工具。


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