搜索热:法兰 试验
扫一扫 加微信
首页 > 科研探索 > 科学研究 > 消息正文
首页 > 科研探索 > 科学研究 > 消息正文
“液态门”不是科幻场景,将在化学检测中出现
发布:kittyll   时间:2019/3/28 14:22:39   阅读:184 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

外星科技利用流动液态的“星际之门”,扭曲了时间和空间的虫洞,实现物质在宇宙中瞬间传送……这是在科幻电影《星际之门》中的场景。日前发表在国际学术期刊《德国应用化学》上的一项研究,可能让“液态门”一步步走向现实应用。

这项最新研究成果来自于厦门大学化学化工学院和物理科学与技术学院双聘教授侯旭团队,该研究首次提出了响应性“液态门”的调控机制,通过采用限域空间物理化学界面设计,建立了一种物质检测的新方法,就像铸造的一把开门钥匙,能准确迅速打开特定的“液态门”。

首次构建响应性“液态门”调控机制

在人们脑海中,“门”的概念一直是以固态的形式存在。而现实中,液体具有很强的流动性,其分子之间的相互作用比固体中的分子弱。液体分子只在很小的区域内作有规则的排列,这个区域是暂时形成的,边界和大小会随时改变,因受到重力、离心力等的作用,液体便会很快流动,无法形成一个稳定的门。

受到液态“星际之门”的启发,侯旭教授对“门”的形态,有了更为广义的理解,并首次提出了“液态门”的门控概念。

“液态门”,即液体在多孔薄膜中毛细力作用下,稳定填充在薄膜孔道内部,形成的一种闭合状态。如果“施加”一定压力,“液态门”会迅速开启,形成孔道内壁有液体层的通路,就像吸了水的海绵,需要通过挤压才能将水排出。

据了解,表面活性剂被誉为“工业味精”,由于其亲水亲油的特性,也称双亲分子。其能使液体的界面性质发生明显变化,广泛应用于制作肥皂、洗发液、护肤品等。该团队研究发现,当引入表面活性剂为门控液体,它将不同于其他液体,为“液态门”带来极其灵敏开关作用。

研究人员进一步通过设计作为门控液体的表面活性剂,采用量子化学计算方法来得到表面活性剂双亲分子与待检测物质的最优结构和双亲分子的偶极矩,从而跳出了传统的化学检测方法,实现了简单、直观、无需耗费电能的微量化学检测,就像铸造一把开门的钥匙,能够准确迅速地打开特定的“液态门”。

无电可视化检测微量物质

近年来,微量物质检测技术一般采用光学、电学等信号的检测方法,通过专门的仪器设备对检测信号进行输出读取。由于该机理复杂,往往不是直观获得的检测结果,对光源、电源等的需求条件限制了其设备的大小;另外,一般需要专业人士进行操作,这些综合因素都会增加检测成本。

而新的“液态门”体系,能够将功能门控液体中双亲分子与待检测物质特异性相互作用导致的界面张力信息,转化为气体跨膜临界压力阈值变化信息。在检测时,该体系可动态调控通过薄膜的气体,拥有压力驱动标记物移动特性。这种直观的微量物质检测新技术,能够实现待检测物成分、浓度变化信息的无电可视化检测。

研究人员以二价金属钙离子为例,探讨了检测的灵敏度,设计了无电可视化化学检测装置。在该装置中,一端是有特定压强的腔室系统,另一端是有标记液滴的管路,并与响应性的“液态门”薄膜组合,当向“液态门”系统中注射待检测钙离子,能够非常直观地看到标记液滴在管路里的移动。

标记液滴为什么能够移动?是什么原理?原来,在该检测体系中,双亲分子在检测物的偶极诱导作用下会发生界面性质改变,宏观上表现为表面张力的降低,进一步引起液体门控系统临界压强阈值降低,释放高压气体,推动标记液滴在管路里移动。
 

(a)偶极诱导响应性门控液体系统的工作原理(b)响应性门控液体系统在无电可视化化学检测中的应用示意图(c)响应性液体门控系统对检测物响应性的结果示意

侯旭介绍,在实际的化学检测过程中,检测信号将通过仪器中标记液滴的移动速度、状态等来直观呈现,从而得到检测物的成分、浓度等信息,且全程无需耗费电能。“该体系的灵敏度与所用膜材料的性质与孔径及双亲分子的结构与浓度有关,一般情况下,孔径越小,灵敏度越高,同时也可以通过双亲分子的化学设计提高检测灵敏度。”他说。

侯旭告诉记者,响应性“液态门”技术的提出,突破了传统微量物质化学检测机制与应用的限制,其操作简单且可微型化使用,不仅可以应用在重金属污染物等快速便携式微量检测应用中,同时也在食品安全、环境监测、医疗诊断等领域具有广阔的应用前景。

来源: 科技日报
 
相关信息
   标题 相关频次
  2015年新色谱柱及配件大盘点之超临界流体色谱法
 1
  安捷伦科技为中国高分辨质谱用户搭建学术应用交流平台,助力用户成功
 1
 “国六标准”来了致使“汽油质量牌照”投放量锐减,液态石油中硫含量应声降低
 1
 “康师傅”陷馊水油中遭“灭顶” 食品安全民生大计勿忽视
 1
 《理化检验-化学分册》2016年专题报道征稿启事
 1
 《理化检验-化学分册》2017专题报道:高分辨质谱
 1
 《理化检验-化学分册》2017专题报道:离子色谱
 1
 《理化检验-化学分册》2018年专题报道征稿启事
 1
 《理化检验-化学分册》2018年专题报道征稿启事
 1
 【焦点】谁来为“毒”跑道杀毒?
 1
 10种会损坏LC-MS的行为
 1
 15分钟检测埃博拉试纸面世
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点之反相色谱法
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点之辅助设备
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点之离子色谱法
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点之亲水作用色谱法
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点之生物色谱法
 1
 2015年新色谱柱及配件大盘点之手性化合物分离色谱法
 1
 2015年质谱产业界新动向
 1
 2015赛默飞“双核文章”奖励计划
 1
 2016年美国光谱从业人员薪酬调查报告
 1
 2018慕尼黑上海分析生化展布鲁克新品发布会成功举办
 1
 2018年全国金属材料光谱分析技术交流会通知(第一轮)
 1
 analytica China 2016同期研讨会日程发布!
 1
 analytica China 2018展位预售优惠正式启动!
 1
 CPhI China重磅推出China Pharma Week活动周——带您尽享制药行业盛宴!
 1
 EVA发泡材料中的危险致癌物质甲酰胺的有效化学检测方法
 1
 HPLC-DAD联合化学计量学鉴定合成色素效果好
 1
 HPLC和UHPLC色谱柱的十大误区
 1
 ICP-MS检测水泥成分 用时缩短7倍创国内之最
 1
 IMR Test Labs Suzhou Co., Ltd
 1
 LABWorld助力药品检测仪器开拓市场,纷呈会议活动抢先看
 1
 SBWC可否替代HPLC用于药物分析?权威专家来解答
 1
 XRF检测,精准快速低检测限!
 1
 X射线发现水存在两种不同液态形式
 1
 X射线荧光光谱仪选购宝典
 1
 X射线荧光光谱仪选择宝典
 1
 阿胶市场乱象祸起身份多变 检测方法有待统一
 1
 爱哭的宝宝:眼泪中的维生素
 1
 爱美的你,知道染发剂中的过氧化氢是咋回事吗?
 1
 安捷伦科技公司隆重推出新型 Q-TOF 质谱系统 具备增强型硬件和软件的中端仪器为常规分析树立全新标杆
 1
 安捷伦科技公司推出功能极其强大的三重四极杆质谱仪
 1
 安捷伦科技公司与赛默飞世尔科技签订仪器控制交换协议
 1
 安捷伦携全新原子光谱家族亮相厦门AWPC
 1
 澳科学家发现兴奋剂检测新蛋白标记物
 1
 白酒中23种增塑剂的化学检测方法
 1
 白蘑菇!真白假白一测便知!
 1
 保护小baby远离高氯酸盐毒奶粉的化学分析好方法
 1
 贝类中恐怖失忆毒素软骨藻酸的高效快速化学分析方法
 1