[導讀] 受壁虎腳底奧秘的啟發,華中農業大學教授韓鶴友帶領的課題組將仿生思想與納米技術相結合,研制出一種仿壁虎腳納米SERS基底,在用于水果蔬菜農藥殘留檢測時,可以實現基底與實際樣品表面的親密接觸,做到無損傷、直接、快速檢測。
受壁虎腳底奧秘的啟發,華中農業大學教授韓鶴友帶領的課題組將仿生思想與納米技術相結合,研制出一種仿壁虎腳納米SERS基底,在用于水果蔬菜農藥殘留檢測時,可以實現基底與實際樣品表面的親密接觸,做到無損傷、直接、快速檢測。該研究成果于近日發表在國際分析化學領域權威期刊《分析化學》上。
據介紹,壁虎是自然界的“納米高手”。此前科學家研究發現,壁虎飛檐走壁的奧秘在于腳底隱藏著數百萬根納米級的剛毛,而每根剛毛末端又有數百根更細的分支。這些柔軟的納米結構能夠任意地調整角度與墻壁充分接觸,極大地增加了腳掌與墻壁的接觸面積,產生巨大的粘附力。
韓鶴友課題組以表面超疏水化處理的陽極氧化鋁(AAO)為模板,用聚二甲基硅氧烷將陽極氧化鋁的形貌復制下來,得到了與壁虎腳剛毛類似的3D納米“觸角”陣列結構,并利用種子沉積法將銀納米粒子修飾到“觸角”陣列上。利用這些高密度的“觸角”,便能像壁虎腳底的剛毛一樣自由地到達實際樣品表面的微小區域,通過“擦”“粘貼―揭起”等簡單的采樣方式,對復雜表面的微量樣品進行原位、無損傷地直接收集,省去了樣品預處理的煩瑣過程,大大縮短了分析時間。此外,“觸角”陣列上修飾的銀納米粒子之間還可產生數量可觀的拉曼信號“熱點”,使得樣品表面的拉曼散射效應增強1200萬倍,極大地提高了檢測的靈敏度。在實驗中, 檢測限達到了1.6 納克/平方厘米。
在實驗中,韓鶴友課題組創制的神奇材料成功實現了蘋果、葡萄、黃瓜表面的甲基對硫磷、福美雙、孔雀石綠等農藥殘留的高效檢測,檢測限達到了1.6 ng/cm2。一塊指甲蓋大小的果蔬表面,只要有十億分之一克農藥殘留,都能夠被快速檢測出來。
備注:這是韓鶴友課題組繼用“知了翅膀SERS檢測H5N1等動物病毒”(ACSappliedmaterials&interfaces.,2014,6,6281-6289.封面文章)工作后,將仿生思想與納米技術相結合,突破傳統基底的制備限制的又一成果。
內容來源于中國科學報、長江商報等