持久性有毒污染物(Persistent Toxic Substances，PTS)是目前面臨的重大環境污染問題，它包括持久性有機污染物（POPs）和重金屬污染物等。大多數持久性有毒污染物通常具有化學惰性和高介電性，其檢測通常依賴大型儀器，如色譜法、質譜法等。近日，中國科學院合肥物質科學研究院研究員黃行九及其團隊巧妙利用污染物的高介電性及其與環糊精分子主客體分子的識別能力，提出了一種基于“電子傳輸阻斷效應”的環境中持久性有毒污染物檢測新策略。
研究人員在不同尺寸的電化學電極上修飾環糊精，細致研究了典型持久性有機污染物與重金屬污染物在修飾電極體系中的電化學阻抗譜。研究結果表明：（1）當電極尺度越小，對痕量持久性有毒污染物的響應靈敏度和分辨率越高，其中當電極尺度為400nm時，對PCB-77檢測限達到fM量級，對Cr(VI)檢測限達到pM量級。（2）修飾金納米電極、微電極比在常規電極上的檢測靈敏度高得多，并且檢測的濃度更低。（3）通過調節電解質溶液的pH，發現了電極對Cu(II), Zn(II), Cd(II),Pb(II)和Mn(II)等二價重金屬離子電子轉移的開關效應。最后，利用尺寸匹配效應對工作電極選擇性檢測持久性有機污染物的機理進行了合理解釋。相關研究結果以內封面論文發表在Wiley旗下期刊《先進科學》雜志上（Advanced Science, 2015, DOI:10.1002/advs.201570013），并被材料點評(Materials Views )中文版網站報道。
該研究工作得到了國家重點基礎研究發展計劃納米專項項目“應用納米技術去除飲用水中微污染物的基礎研究”支持。
基于“電子傳輸阻斷效應”的環境污染物檢測原理圖（左）和論文內封面（右）
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