重金屬在人體內能與蛋白質、酶等發生強烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中累積，造成慢性中毒。因此，對重金屬的檢測和毒性評估具有重要意義。傳統重金屬離子檢測方法依賴于大型儀器，操作繁瑣且耗時費力，不適用于現場檢測。

近日，中科院理化所微納材料與技術研究中心設計了一種超浸潤重金屬離子檢測紙芯片。首先，通過噴墨打印法實現了高精度超浸潤圖案的制作，然后在超浸潤圖案內通過噴墨打印探針分子實現了重金屬離子分析紙芯片的制作。在實際檢測過程中，只需將紙芯片放入待測水樣中，根據顏色變化即可實現水樣中重金屬離子的可視化分析。

超浸潤紙芯片的制作及其對重金屬離子的可視化檢測

此外，研究人員還設計了一種利用生物酶進行重金屬離子毒性評估的方法。由于重金屬離子對該生物酶具有明顯的抑制作用，所以通過酶促顯色反應實現了水樣中重金屬離子的總毒性評估。利用水凝膠對生物酶進行了包埋，不僅提高了生物酶的儲存時效，還進一步簡化了實際檢測的操作步驟。

可視化重金屬離子總毒性評估

這些工作為便攜式重金屬離子檢測試劑盒的研發奠定了基礎。相關研究成果發表在ACS Applied Materials & Interfaces(2018,10,11343–11349；2018,10,26705–26712) 上。理化所賀軍輝研究員是該論文的通訊作者，張躍助理研究員是該論文的第一作者。相關研究工作得到了國家重點研發計劃（2017YFA0207102）和國家自然科學基金（21571182）的大力支持。