海水中的痕量重金屬是對人類健康和生態環境有很大危害的污染物，而重金屬的毒性并不取決于其總濃度，而是和其在海水環境中的存在形態密切相關。作為我國海洋檢測規范（GB 17378-2007）和美國EPA重金屬檢測標準方法，陽極溶出伏安法（ASV）是用于金屬元素形態分析最簡單有效的技術。鑒于目前傳感器在靈敏度方面的限制，構建高靈敏度的新型傳感器實現海水中痕量活性重金屬的形態分析具有非常重要的意義。
　　中國科學院煙臺海岸帶研究所“海岸帶營養元素監測及應用”團隊，從針灸這一中國傳統治療方法中得到啟發，以不銹鋼針灸針為基體，結合功能納米材料，經過絕緣、密封、功能化等流程，制備了一種新型針形傳感器。并以重金屬銅（Cu）作為模板，應用所制備的針形傳感器實現了海水中活性重金屬的檢測分析。針形傳感器在結合針電極特殊的形貌、尺寸及功能納米材料的電化學催化、富集性能后，對Cu的溶出伏安法檢測展現出了優異的性能以及超高的靈敏度（檢出限15.4 pM）。并通過不同的樣品前處理過程，采用陽極溶出伏安法結合針形傳感器，實現了對海水中三種不同形態Cu（dissolved active Cu、dissolved acid extractable Cu、total acid extractable Cu）的檢測分析。同時，對針形傳感器的構建方法進行了改進研究，采用自組裝的方法在針灸針表面上進行納米材料的功能化修飾，制備的傳感器穩定性更高。采用不銹鋼針灸針構建的新型針形傳感器，硬度高、可穿刺，易于傳感器集成。
　　相關研究結果分別發表在Electrochimica Acta和Analytical Methods期刊上。上述研究工作得到了中科院青年創新促進會、山東省和煙臺市重點研發計劃等項目資助。

相關論文鏈接：

(1) Needle-shaped electrode for speciation analysis of copper in seawater, Electrochimica Acta, 2018, 289: 474-482. doi:10.1016/j.electacta.2018.08.097.

(2)  A novel stainless steel needle electrode based on porous gold nanomaterials for the determination of copper in seawater. Analytical Methods, 2019, 11(14): 1976–1983. doi:10.1039/C9AY00222G.