全球塑料污染日益嚴峻，其中納米塑料（<1 μm）因尺寸小、比表面積大、易吸附污染物且穿透生物屏障等性質，其生態與健康風險尤為突出。然而，復雜環境中納米塑料的精準識別與定量分析一直是巨大挑戰。近日，中國科學院煙臺海岸帶研究所海岸帶生態環境監測與健康研究組（陳令新研究團隊）開發了一種簡單、快速、高靈敏的表面增強拉曼散射（SERS）檢測新策略，在納米塑料檢測技術領域取得新進展。
針對納米塑料顆粒在SERS基底表面易團聚、分布不均以及難以高效嵌入信號增強“熱點”區域等挑戰，研究巧妙利用了納米粒子液-液界面自組裝原理，將待測納米塑料溶液與銀納米粒子混合，同時加入一種“橋梁”分子—1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇。該分子一端通過疏水作用結合納米塑料，另一端通過硫基錨定在銀納米粒子上。這種“雙重綁定”作用驅動兩種納米粒子在有機溶劑與水的界面快速自發組裝形成單層粒子薄膜，該薄膜可輕松轉移到硅片上，用于納米塑料的SERS檢測。
共組裝單層膜SERS檢測納米塑料示意圖
這種共組裝單層膜SERS檢測納米塑料技術具有如下優勢：（1）高效富集，溶液中待測納米塑料可在30秒內富集到單層膜上，回收率大于90 %；（2）精準“捕獲”，單個納米塑料顆粒被多個銀納米粒子緊密包裹，精準落入SERS“熱點”區域，其本征拉曼信號顯著增強；（3）高靈敏度，對80、300、800 nm的聚苯乙烯（PS）納米塑料的檢測限分別低至0.01 mg/L、0.1 mg/L和0.1 mg/L；（4）普適性，該技術可應用于PS、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚甲醛（POM）等塑料類型的識別；（5）操作簡便，無需固態SERS基底制備和樣品濃縮步驟?；谠摲椒?，研究量化了模擬海灘環境（沙粒摩擦老化泡沫塑料）中納米塑料的生成速率，分析了黃粉蟲攝食PS發泡塑料過程中納米塑料生成量，揭示了煙臺養馬島局部海灘區域海水中納米塑料的賦存特征。
本研究為納米塑料的快速、高靈敏、定量檢測提供了新方法，相關成果發表于國際期刊《Environmental Science & Technology》。文章第一作者為煙臺海岸帶所2022級碩士研究生袁琦，共同通訊作者為陳令新研究員和王運慶研究員。該研究得到了國家自然科學基金項目、山東省重點研發計劃、泰山學者計劃以及煙臺市領軍人才計劃專項基金的資助。
