微波合成蒲公英状铜钴氧化物纳米颗粒及其在痕量镉富集检测中的应用：以自来水与Za’atar茶样为例

本研究针对环境及食品中痕量镉污染监测难题，开发了基于微波合成铜钴氧化物(CuCo2 O4 )纳米吸附剂的分散固相萃取(d-SPE)联合火焰原子吸收光谱(FAAS)检测技术。通过优化d-SPE参数，实现了自来水与Za’atar茶样中镉的高效富集，检测限低至0.64 μg/kg，回收率达95.1-123.3%，为重金属污染防控提供了新方法。

　　

镉（Cadmium）作为国际癌症研究机构认证的一类致癌物，其环境残留对人类健康构成严重威胁。世界卫生组织规定饮用水中镉含量不得超过3.0 μg/L，而传统草药Za’atar茶中亦检出痕量镉残留（0.01 mg/100g）。当前重金属检测面临基质干扰大、痕量分析灵敏度不足等挑战，亟需开发高效富集技术与精准检测方法。

针对这一科学问题，土耳其科学和技术研究理事会（TüB?TAK）支持的研究团队在《Journal of Food Composition and Analysis》发表创新成果。研究人员首次采用微波辅助合成法制备蒲公英状铜钴氧化物(CuCo₂
O₄
)纳米颗粒，通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征其结构特征，建立分散固相萃取-火焰原子吸收光谱(d-SPE-FAAS)联用技术，实现了环境与食品样本中痕量镉的精准检测。

关键技术方法包括：微波辅助合成CuCo₂
O₄
纳米吸附剂；优化d-SPE参数（pH、吸附剂用量、洗脱体积等）；采用FAAS进行定量分析；以自来水与Za’atar茶为实际样本进行方法验证。

【结果与讨论】

1. 吸附剂表征：微波合成的CuCo₂
   O₄
   呈现133 m²
   /g高比表面积，蒲公英状形貌提供丰富吸附位点，XRD证实尖晶石结构成功合成。
2. 方法优化：确定最佳条件为pH 6.0磷酸盐缓冲体系、20 mg吸附剂用量、5 mL洗脱体积，超声辅助分散显著提升萃取效率。
3. 分析性能：线性范围2.5-77.3 μg/kg，检测限(LOD)0.64 μg/kg，定量限(LOQ)2.12 μg/kg，精密度RSD<5%。
4. 实际应用：自来水加标回收率95.1-108.7%，Za’atar茶样123.3%，首次实现该基质中痕量镉检测。

研究结论表明，微波合成CuCo₂
O₄
较传统吸附剂（活性炭、碳纳米管等）具有成本低、分散性好等优势，d-SPE-FAAS联用技术克服了传统FAAS对痕量检测的局限性。该工作不仅为环境重金属监测提供新方案，更开创了CuCo₂
O₄
在萃取领域的应用先例，对食品安全风险评估具有重要实践意义。讨论部分指出，未来可进一步探究吸附剂再生性能及复杂基质干扰消除策略，以拓展该方法在更多食品-环境体系中的应用。