近日，先进材料研究中心黄德顺、赵鹏翔博士等在纳米金/银比色检测重金属离子领域取得新进展，相关研究成果发表在《Analytical Methods》 （2017, 9, 2805, DOI：10.1039/c7ay00989e）和《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》（2018，202，244–251，DOI：https://doi.org/10.1016/j.saa.2018.05.033）上。

随着工业和人类社会的发展，水体中重金属污染日益彰显，对生态环境造成极大的破坏，即便是很微量的浓度，通过生物富集也能造成很大的危害。因此，水中重金属离子的检测对于人类健康和环境保护都具有重要意义。传统的检测重金属离子的方法大多需要大型仪器，存在样品保存条件严格、分析成本高、分析时间长、操作专业性强等缺点。而基于纳米金/银的比色传感方法是近年来发展起来的一种新型的检测方法，具有检测特异性强、灵敏度高、无需配套仪器、操作快速简便等优点。纳米金/银比色传感原理主要是基于表面等离子体共振（SPR）效应，通常，稳定的纳米金在约520nm处有特征的紫外吸收峰，呈现红色，而纳米银的特征吸收峰在约400nm处，呈现黄色。它们的表面通常需要配体修饰来防止其团聚，而在金属离子的存在下，金属离子将会与其表面配体发生特异性结合，导致其团聚，从而发生颜色的变化，比如纳米金从红色变为蓝色，纳米银从黄色变为棕色，由此实现金属离子的可视化检测。要实现高灵敏度，高选择性的检测，其中最关键的是表面配体的选择。

本研究通过配体设计，实现了水中铬离子和锰离子的高灵敏、选择性、可视化检测。首先，我们通过一锅水热合成法合成了氮川三乙酸（NTA）稳定的纳米金，并实现了对铬离子的选择性比色检测。在铬离子存在下，纳米金颜色由红色变为蓝色，而对其他常见的金属离子基本没有响应，具有很好的选择性。同时，该方法具有极高的灵敏度，Cr （III）的肉眼最小检测限为2.5μM，Cr （VI）的最小肉眼检测限为0.4 μM，均小于国家饮用水标准。

在此基础上，我们对NTA配体进行设计改造，通过click反应在其骨架中引入三唑环，得到既含三唑（软碱）又含羧酸根（硬碱）的目标化合物NTTTA，以期改变其选择性实现其它重金属离子的选择性检测。我们发现，用该配体为稳定剂合成的纳米银对锰离子具有较好的选择性，溶液颜色由黄色变为棕色。该纳米银对锰离子的肉眼检测最低浓度为0.5 µM，纳米银的紫外吸收光谱随着锰离子浓度的增大逐渐红移并且强度减弱，紫外检测在0.05 μM-10 μM范围内呈线性关系，通过计算得出最低检测限为12.6 nM。

以上纳米金/银快速比色检测水中重金属离子的方法具有良好的应用前景。为了体现该方法的实际应用价值，我们还进行了相关的产品研发，设计了铬离子的快速检测试剂盒，该成果获得了2017年双流区第二届“创业新星”大赛二等奖。