重金屬在人體內(nèi)能與蛋白質(zhì)、酶等發(fā)生強烈的相互作用，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，對重金屬的檢測和毒性評估具有重要意義。傳統(tǒng)重金屬離子檢測方法依賴于大型儀器，操作繁瑣且耗時費力，不適用于現(xiàn)場檢測。

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

超浸潤紙芯片的制作及其對重金屬離子的可視化檢測

此外，研究人員還設(shè)計了一種利用生物酶進行重金屬離子毒性評估的方法。由于重金屬離子對該生物酶具有明顯的抑制作用，所以通過酶促顯色反應(yīng)實現(xiàn)了水樣中重金屬離子的總毒性評估。利用水凝膠對生物酶進行了包埋，不僅提高了生物酶的儲存時效，還進一步簡化了實際檢測的操作步驟。

可視化重金屬離子總毒性評估

這些工作為便攜式重金屬離子檢測試劑盒的研發(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)研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃（2017YFA0207102）和國家自然科學(xué)基金（21571182）的大力支持。