亚硝酸盐是否超标戴“手套”一摸就知道

发表时间: 2024-10-25 10:04:06    文章出处:成功案例   

  亚硝酸盐作为食品添加剂,能延续食品的保质期,但过量摄入可致中毒,甚至转化为致癌物。同时,亚硝酸盐在生物体内扮演着微妙的角色,如调节血管功能、增强免疫抗菌能力。因此,其研究不仅关乎食品安全,更触及生命科学的深层机制。

  为了更准确检测出亚硝酸盐,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员蒋长龙、副研究员杨亮团队设计出一种新方法,制备出针对亚硝酸盐的荧光可视化快检材料——双发射比率荧光材料。将封装了这样一种材料的温敏性水凝胶溶液涂覆在普通手套上,一个能判断亚硝酸盐是否超标的“手套传感器”就制作完成了。近日,相关研究成果发表于《危害物材料》。

  近年来,检测工作员已可以通过使用电化学法、比色法、紫外可见吸收法和色谱法等识别环境中存在的危害,但这一些方法往往存在检测程序烦琐、仪器价格昂贵、视觉半定量能力差、耗时等问题,阻碍了实际应用。

  荧光可视化检测技术具有简单、快速、高灵敏度和易于可视化的优势,是做环境有害物分析的优质候选者。

  “荧光是一种物理现象,当某种常温物质吸收某种波长的入射光——通常是紫外线或X射线能量后,进入激发态,并在较短时间内发射出比吸收光能量低的出射光,这种性质的出射光被称为荧光。荧光颜色各异,通常具有较长的发射波长,且停止激发后仍能持续发光一段时间,但强度会逐渐减弱,直至消失。”蒋长龙向《中国科学报》介绍。

  荧光检测机理基于荧光发射,即特定分子在吸收光能后跃迁至激发态,随后以光辐射形式释放能量返回基态的过程,这一过程不仅依赖于分子结构,还受外因的影响。

  蒋长龙解释说:“我们大家可以用气球模拟演示荧光检测机理——先给气球充气,对应特定分子在吸收光能后跃迁至激发态,然后戳破气球,对应释放能量返回基态,荧光的产生与这一过程类似。”

  此次,研究团队提出了一种创新的检测的新方法——荧光可视化快检技术,即先利用紫外光激发荧光团,再通过肉眼观察荧光的产生、猝灭或强弱变化,实现对待测物的快速、可视化检测。

  蒋长龙表示,荧光可视化快检技术已初步用于食品中重金属离子、农药残留及添加剂等有害于人体健康的物质的检测。该技术通过荧光传感器与待测物的相互作用,使发光物质的荧光信号发生明显的变化,以此来实现对目标物的快速定性及定量检测。

  为了更好地应用荧光现象,科研人需要尽可能发挥荧光材料的优点。因此,开发多种适用于不同环境的荧光材料十分重要。单色荧光检测技术与比率荧光检测技术是两种关键的荧光检测方法。

  杨亮介绍,单色荧光检测技术侧重于单一波长下荧光强度的测量。该方法简便易行,是荧光分析中最基础且大范围的应用的手段之一。然而,单色荧光检测易受外界干扰,如光源稳定性、检测器灵敏度及样品基质效应等,均可能对结果产生显著影响。

  比率荧光检测技术作为一种先进的荧光检测策略,其核心在于能够同时监测两个或多个波长下的荧光信号变化,并计算这些信号之间的比率。这种方法的优点是其固有的自校准特性,即能够部分消除由激发光强度波动、样品浓度不均一或光路系统效率变化等外部因素引起的误差。

  比率荧光检测技术通过比较不同波长下荧光强度的相对变化,能明显提高测量的稳定性和准确性。此外,如果荧光传感器设计得当,就能够响应不同的分析物或环境变化,还能提供丰富的分子信息,增强检测的选择性和灵敏度。

  杨亮指出,优点颇多的比率荧光检测技术对材料要求很高,需要考虑材料的结构设计、制备工艺和应用需求,是一项复杂而具有挑战性的科学研究任务。

  在该工作中,研究团队开发了一种新型的双发射比率荧光材料。这种材料在接触亚硝酸盐后,会产生肉眼可见的光学颜色变化,具有非常出色的抗光漂白性。这些特性使得它在实际生活中具有巨大的应用潜力。

  “只要将这样一种材料封装在温敏性水凝胶中,然后将水凝胶溶液涂覆在普通手套表面,一个‘手套传感器’就制作完成了。当手套接触亚硝酸盐时,如果手套的荧光颜色逐渐由红色变为蓝色,就能断定食物中的亚硝酸盐超标了。”蒋长龙告诉《中国科学报》。

  蒋长龙表示:“双发射比率荧光材料在亚硝酸盐检验测试方面的表现,不仅为食品和环境中危险物质的检测提供了创新的解决方案,而且拓展出新的研究方向。未来,我们将继续深入研究并拓展其应用,期待它能发挥更重要的作用。”(王敏 李凌飞)

  一项研究表明,自2001年以来,全球由森林火灾产生的二氧化碳排放量激增了60%。相关研究10月17日发表于《科学》。

  近日,中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》(下称“规划”)。规划提出了中国有望取得突破的五大科学主题和17个优先发展趋势。其中,在“宜居行星”主题中,太阳系考古、地外生命探寻等优先发展趋势备受关注。

  免疫检查点阻断(ICB)是一种重要的癌症疗法,遗憾的是,该疗法应答率偏低——对少数产生应答的患者疗效显著,对大部分患者却难以奏效。因此,怎么样提高ICB治疗应答率成为癌症治疗的一个关键问题。

  近日,西北工业大学物理科学与技术学院教授臧渡洋团队成功制备出地球上最“长寿”气泡,在声悬浮条件下气泡保持时间可达23分36秒,且在被直径0.8毫米的热铜针穿透时,悬浮气泡仍能保持不破裂。

  近日,中国科学院新疆理化技术研究所(以下简称“新疆理化所”)发布了一项引人注目的研究成果:科研人员以地球玄武岩为原料模拟火星壤,并通过熔融拉丝技术,将其制备成连续模拟火星壤纤维。这在某种程度上预示着未来人类有望就地取材,建设火星基地。相关研究论文于日前发表于国际期刊《交叉科学》。

  10月23日是今年的霜降节气。有人会问,“霜降”的霜从哪里“降”?是像雨和雪一样从天上降下来吗?二十四节气中,霜降与白露、寒露等都反映了气温下降带来的变化,露和霜又有什么区别?

  中国科学院南海海洋研究所(以下简称南海海洋所)研究员詹海刚团队与澳大利亚联邦科学与工业研究组织研究员冯明等合作,首次从全球尺度上揭示了涡旋在驱动海洋次表层热浪/冷浪事件中的关键作用,并指出涡旋会放大全球变暖对次表层极端温度的影响,加剧强热浪/冷浪的发生。近日,相关研究成果发表于《自然》。

  银线秒,就可以把青海的绿色能源输送到1500多公里之外的河南;一秒的输电量足够一个家庭使用两年……这就是神奇的特高压输电工程。

  随着科幻氛围日渐浓厚,我国科幻创作队伍和读者队伍都在迅猛增长,科幻作家的创作热情高涨,中国必将成为科幻文学创作的热土。

  近日,中国科学院、国家航天局、中国载人航天工程办公室联合发布《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,规划部署了我国在空间科学研究领域拟突破的五大科学主题和17个优先发展方向。

  记者21日从中国科学技术大学先进技术研究院了解到,由该院孵化的中科永安(安徽)科技有限公司实施的新一代智能化环保型压缩空气泡沫高效灭火技术工程化研发项目,近日通过安徽省重大科学技术成果工程化研发项目验收。该技术通过优化泡沫生成与喷射系统,可应用于各类复杂火灾场景中高效灭火,尤其对锂电池灭火具有非常明显效果。

  近日,香港城市大学(以下简称港城大)成功研发出新型器件结构,可大幅度的提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率,并简化生产工序、减少相关成本。研究显示,团队在改善二氧化锡层的氧空位缺陷后,器件的能源转化效率已超25%。

  记者21日从中国科学院国家天文台获悉,我国首个暗能量射电探测实验项目——天籁实验阵列,成功被平方公里阵(SKA)大射电天文台组织认证为SKA探路者项目,将为SKA提供新的科学探索机遇。

  科研工作不仅需要扎实的理论基础和实践能力,更需要坚定的理想信念和持之以恒的毅力。

  科学技术创新与产业创新,是发展新质生产力的一体之两翼、驱动之双轮。铸牢科技支撑力,要扎实推动科技创新和产业创新深度融合。

  我国建成了由7.6万余个地面自动气象观测站、409个海岛站、120个高空气象观测站、2架高空大型无人机、546部天气雷达、9颗在轨风云气象卫星等组成的综合气象观测系统。

  全球水经济委员会17日发布的一项新报告说明,人类“有史以来首次”打破了全球水循环的平衡。报告警告称,全球近30亿人口和一半以上粮食都位于干旱地区或水资源总量不稳定地区,若不采取行动,到2050年,水危机将使全球一半以上粮食生产面临风险。

  10月16日至19日,来自全国各地科研机构、高校和文博单位的近500名专家学者齐聚甘肃敦煌,在中国文物保护技术协会第十二次学术年会上,探讨文化遗产保护的新理念、新技术、新方法。

  走进阳高县华联设施农业科技示范中心,各种颜色的“太空彩椒”引人注目,形态各异的“太空南瓜”“太空蛇瓜”等令人大开眼界。