重金屬在人體內(nèi)能與蛋白質(zhì)、酶等發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中累積，造成慢性中毒。因此，對(duì)重金屬的檢測(cè)和毒性評(píng)估具有重要意義。傳統(tǒng)重金屬離子檢測(cè)方法依賴于大型儀器，操作繁瑣且耗時(shí)費(fèi)力，不適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

近日，中科院理化所微納材料與技術(shù)研究中心設(shè)計(jì)了一種超浸潤(rùn)重金屬離子檢測(cè)紙芯片。首先，通過噴墨打印法實(shí)現(xiàn)了高精度超浸潤(rùn)圖案的制作，然后在超浸潤(rùn)圖案內(nèi)通過噴墨打印探針分子實(shí)現(xiàn)了重金屬離子分析紙芯片的制作。在實(shí)際檢測(cè)過程中，只需將紙芯片放入待測(cè)水樣中，根據(jù)顏色變化即可實(shí)現(xiàn)水樣中重金屬離子的可視化分析。

超浸潤(rùn)紙芯片的制作及其對(duì)重金屬離子的可視化檢測(cè)

此外，研究人員還設(shè)計(jì)了一種利用生物酶進(jìn)行重金屬離子毒性評(píng)估的方法。由于重金屬離子對(duì)該生物酶具有明顯的抑制作用，所以通過酶促顯色反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了水樣中重金屬離子的總毒性評(píng)估。利用水凝膠對(duì)生物酶進(jìn)行了包埋，不僅提高了生物酶的儲(chǔ)存時(shí)效，還進(jìn)一步簡(jiǎn)化了實(shí)際檢測(cè)的操作步驟。

可視化重金屬離子總毒性評(píng)估

這些工作為便攜式重金屬離子檢測(cè)試劑盒的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces(2018,10,11343–11349；2018,10,26705–26712) 上。理化所賀軍輝研究員是該論文的通訊作者，張躍助理研究員是該論文的第一作者。相關(guān)研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFA0207102）和國(guó)家自然科學(xué)基金（21571182）的大力支持。