近期，中国科学技术大学环境科学与工程系在纳米颗粒-植物相互作用研究领域取得新进展。该研究工作建立了核壳结构表面增强拉曼光谱的研究方法，实现了对纳米颗粒在植物体内迁移行为的成像监测。研究成果以“Selectively Tracking Nanoparticles in Aquatic Plant Using Core–Shell Nanoparticle-Enhanced Raman Spectroscopy Imaging”为题，于2021年12月1日发表在ACS Nano上（DOI: 10.1021/acsnano.1c07306）。

纳米颗粒在环境、生物医药、农业生产等领域具有重要的应用价值，同时天然纳米颗粒也在地球化学循环中扮演重要角色。植物作为生态系统的重要一环，其与纳米颗粒的相互作用可决定纳米颗粒的植物毒性、食物链传递行为、地球化学等诸多环境过程。但是，复杂的植物基质、强烈的植物荧光干扰，导致目前仍缺乏方便的追踪植物中纳米颗粒分布和行为的研究手段。

针对上述挑战，盛国平教授课题组博士生杨传旺和博士后胡怡等，从纳米合成角度出发，结合拉曼植物检测的高穿透深度、低荧光背景等优点，合成了内嵌表面增强拉曼探针的模式二氧化硅纳米颗粒，在近红外激发波长下，实现了在模式水生植物浮萍表明及内部纳米颗粒的高灵敏、高选择性的成像检测。基于此，该研究深入揭示了浮萍叶片及根部纳米颗粒的分布特点及迁移规律，为进一步探究纳米颗粒-植物互作机制奠定了基础，而上述研究方法也可研究纳米材料环境行为研究提供了新的思路。

该工作得到了国家自然科学基金资助，实验也获得了合肥同步辐射国家实验室、上海同步辐射光源的支持。

图  核壳结构表面增强拉曼光谱“照亮”纳米颗粒-植物互作过程

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c07306