由于核工業(yè)的發(fā)展，鈾已排放到環(huán)境中，由于其放射性和化學(xué)毒性而導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)。2011年福島災(zāi)難后，各國(guó)都加強(qiáng)了核電站安全檢查。因此，開(kāi)發(fā)高效且易于使用的鈾檢測(cè)技術(shù)至關(guān)重要。

　未受污染的環(huán)境水中的鈾濃度范圍為1-3 ppb，不會(huì)對(duì)健康或環(huán)境構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)，但在受污染的地區(qū)，這個(gè)數(shù)字可能要高得多。由于其硬度、高密度和自燃特性，貧化鈾已在數(shù)次國(guó)際軍事對(duì)抗中用作穿甲彈藥。由于這些彈藥的開(kāi)發(fā)和測(cè)試，貧化鈾隨后被釋放到環(huán)境中。

　傳感器如何幫助檢測(cè)鈾？

　已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多分析技術(shù)來(lái)檢測(cè)鈾，包括X射線熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、質(zhì)譜法、激光誘導(dǎo)熒光光譜法和原子吸收光譜法。不幸的是，由于設(shè)備成本和費(fèi)力的預(yù)處理方法難以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鈾分析。因此，許多研究人員開(kāi)始關(guān)注鈾傳感器。

　鈾傳感器的類型：

　1.基于光學(xué)檢測(cè)的傳感器

　通常使用基于磷光、比色法、紫外-可見(jiàn)吸收和表面等離子體共振轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)的光學(xué)傳感器檢測(cè)痕量鈾。

　2.比色傳感器

　由于傳感器與鈾離子的相互作用，溶液的顏色會(huì)隨著鈾離子的注入而改變。當(dāng)鈾離子濃度增加時(shí)，溶液的顏色會(huì)加深。

　3.基于紫外-可見(jiàn)分光光度法的傳感器

　在過(guò)去的幾十年中，在開(kāi)發(fā)使用紫外可見(jiàn)分光光度法檢測(cè)鈾離子的傳感器方面取得了重大進(jìn)展。紫外可見(jiàn)分光光度法使用簡(jiǎn)單，可進(jìn)行快速分析。關(guān)鍵過(guò)程是改變配體與鈾離子偶聯(lián)前后的紫外吸收峰，實(shí)現(xiàn)定量和定性檢測(cè)。

　4.基于電化學(xué)檢測(cè)的傳感器

　用于檢測(cè)鈾離子的電化學(xué)方法也已證明可用于開(kāi)發(fā)鈾傳感器。這些傳感器根據(jù)電化學(xué)阻抗、電壓和電流的差異分為阻抗測(cè)量法、伏安法和電位法。

　5.伏安傳感器

　伏安法是鈾傳感器中常用的技術(shù)。基本方法是將鈾敏感物質(zhì)摻雜到電極上。然后在鈾離子不存在和存在的情況下，通過(guò)檢測(cè)電極的電化學(xué)信號(hào)變化來(lái)定性或定量地檢測(cè)鈾離子。

　6.基于阻抗測(cè)量技術(shù)的傳感器

　電化學(xué)阻抗譜(EIS)在穩(wěn)定狀態(tài)下是無(wú)損的，不需要樣品破壞。它測(cè)量平衡時(shí)電極-電解質(zhì)界面的交流電阻抗。不同頻率的小正弦刺激電壓用于構(gòu)建EIS傳感器，然后用于測(cè)量由配體識(shí)別事件產(chǎn)生的電流（或電壓）。EIS傳感器的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是正弦刺激電壓很小，不會(huì)損害或影響配體層。

　7.電位傳感器

　電位法使用離子選擇電極(ISE)對(duì)溶液中的金屬離子進(jìn)行定量測(cè)量。基于離子選擇性電極的傳感器由于其反應(yīng)時(shí)間短、成本低、選擇性高等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜混合物中鈾離子的檢測(cè)。

　8.全細(xì)胞鈾傳感器

　勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家通過(guò)在新月形莖桿菌中合并兩個(gè)功能獨(dú)立的信號(hào)系統(tǒng)UzcRS和UrpRS，創(chuàng)建了一個(gè)全細(xì)胞鈾傳感器。研究人員發(fā)現(xiàn)，他們構(gòu)建全細(xì)胞傳感器的組合策略在分析物檢測(cè)中顯示出比以前僅使用UzcRS開(kāi)發(fā)的生物傳感器更高的選擇性。他們通過(guò)識(shí)別地下水樣品中鈾濃度極低的鈾來(lái)驗(yàn)證傳感器在環(huán)境環(huán)境中的功能。