圣大化学家与圣彼得堡信息技术机械与光学大学、利物浦大学(英国)和代尔夫特理工大学(荷兰)的同僚合作开发了一种高度灵敏的汞检测传感器。科学家们的发明为获取可用于检测环境中重金属的新型化合物开辟了道路。

研究结果发表在美国化学学会《无机化学》杂志上。

汞及其化合物具有剧毒,可引起神经系统、肝脏、肾脏、呼吸道和其他器官的多种疾病。汞化合物可能会在体内积聚并导致严重的慢性中毒,即便多年暴露于少量汞中也会导致上述结果。世界卫生组织认为汞是构成重大公共卫生问题的十种关键化学品之一。工业企业、采矿业和化石燃料的燃烧是汞污染环境的来源;此外,荧光灯和医用温度计中也含有汞,如果处理不当,则会将其释放到环境中。因此,确定环境中的汞含量(包括极少量的汞)的任务对于改善生活质量极为重要。

化学定量分析中最敏感的方法之一是基于发光测量的方法——测量外部辐射影响下物质的发光度。发光分析方法的高灵敏度决定了它们在高纯度物质、毒理学和药物制剂分析的定性和定量测定中具有特殊作用。此外,此方法中使用的最有前途的传感器之一是发光有机金属化合物。这些化合物组成中的金属原子(通常是铂原子或铱原子)可以提供有效的发光,有机片段结构的组合可以使人们对所特定物质实现高灵敏度探测。

圣大副教授,化学科学副博士米哈伊尔·金扎洛夫的科研小组多年来一直在开发铂族金属与无环二氨基碳的配位体,以达到所需性能。

传统上,此类络合物被用于催化有机反应,因为它们允许在环境友好的条件下合成药学上重要的有机化合物。但是,这类化合物以前并未用于化学分析领域,因此,科学家们发现的此类传感器的感官特性为新型传感器奠定了基础。

圣彼得堡国立大学化学科学副教授米哈伊尔·金扎洛夫

在研究过程中,科学家们合成了六种新型的铱与无环二氨基碳的发光配位体,并分析了它们的辐射对金属阳离子的响应。尽管所有化合物都具有高效发光的事实,但是当添加汞化合物时,仅一种类型的配合物的辐射消失了。这便可将该复合物用作汞的高度敏感传感器——毒素的检测极限为0.04 mg / 升,比鱼和海鲜中的汞最大允许浓度高一个数量级。汞的检测不受其他重金属化合物的存在的影响:铜、锌、铅、镉、银等。基于光学检测的新开发技术可在实验室条件下,仅需几分钟便可获得相关液体中汞化合物的存在和浓度信息。