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通过实时、超灵敏且可靠的表面增强拉曼散射技术揭示塑料与农药对水体的外源污染物污染

DOI：10.1021/acssuschemeng.0c00902 期刊：ACS Sustainable Chemistry & Engineering 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 不受控制的利用及随之而来的致癌物和异生物污染物（如增塑剂和农药）在生态系统中的广泛渗透，已迫切需要强大的分析检测技术来识别水中这些污染物的存在。为应对这一需求，我们通过一个强大、超灵敏且可靠的表面增强拉曼散射（SERS）平台，揭示了双酚A（BPA）、三氯生（TC）和乐果（DM）等异生物污染物的存在。由此，我们提供了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）降解导致水中释放BPA的确凿实时证据。令人担忧的是，BPA的释放发生在环境温度（40°C）和实际时间尺度（12小时）内，这些条件在PET基水容器的处理、运输和储存过程中经常遇到。互补的质谱、表面特异性原子力显微镜和表面选择性X射线光电子能谱证实，PET通过失去C=O和C-O表面官能团发生了纳米级表面降解。这种超高灵敏度（ppm级）的光谱检测得益于作为SERS平台的金属纳米颗粒（索雷特胶体，SCs）的自下而上组装，提供了高分析增强因子（10^8）和高可靠性（相对标准偏差，RSD <5%）。我们还展示了对多种其他潜在异生物污染物（如三氯生（TC）和乐果（DM））在广泛浓度范围（10^-5至10^-1 M）内的有效快速检测（30秒）。最后，实现了对水果表面有机磷农药的非破坏性实时光谱“嗅探”，展示了这种无标记、非光刻SERS平台的多相通用性。
作者： Sudeshna Mondal，Chandramouli Subramaniam
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过一个强大、超灵敏且可靠的表面增强拉曼散射（SERS）平台，研究水中和食物中双酚A（BPA）、三氯生（TC）和乐果（DM）等异生物质污染物的存在情况。

研究成果

该研究表明，表面增强拉曼散射（SERS）平台中的SCs可用于快速、超灵敏且直接检测水和食品中的外源性污染物。研究证实双酚A（BPA）在常见温度下会从聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中发生热诱导析出，凸显了基于PET的塑料所具有的环境和健康风险。该平台具有高增强因子（AEF）和低相对标准偏差（RSD）值，能确保有效检测外源性污染物，为环境监测带来变革性机遇。

研究不足

该研究聚焦于特定外源性污染物（双酚A、四环素、敌草?。┘捌湓谑芸靥跫碌募觳?。由于环境基质复杂，其实际适用性可能有所不同。

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