一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，以柠檬酸根同时作为还原剂和保护剂，采用化学还原法通过冷凝回流实验，同时还原HAuCl

【技术实现步骤摘要】
一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法
本专利技术涉及一种检测水中镉的方法，尤其涉及一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法。
技术介绍
随着科技的发展，重金属污染已成为日益严重的问题。镉广泛存在于水、土壤和空气中，是重金属污染的重要组成之一，它可以通过食物链进入人体内，并且拥有20–30年的生物半衰期，可能对人体造成极大伤害并诱发各种疾病，因此研究一种检测镉的方法具有重要意义。目前多种分析检测方法已应用于检测镉，包括：原子荧光光谱、电感耦合等离子质谱法、电感耦合等离子原子发射光谱、石墨炉原子吸收法和火焰原子吸收法等。这些方法虽然具有较高的检测灵敏度，但都具有需要专业的技术人员、大型仪器、检测费用高、耗时长等不足，使其应用受到限制。纳米材料由于其特殊的尺寸效应，在催化、电学、光学及表面增强拉曼效应等诸多方面有良好的应用，尤其是金属纳米颗粒，其独特的光学、电学、催化性质等在很多领域都具有潜在的应用价值。合金纳米粒子具有不同于单组份金属的催化性能、表面等离子共振及表面增强拉曼散射(SERS)等特性，其综合性能远超于各单组份金属，而金和银由于具有非常相近的晶格常数，因而在溶液中还原金和银时非常容易形成金银合金。目前纳米材料的合成方法主要有光化学法、电化学法、微乳液法、辐射法和化学还原法等，其中化学还原法操作方便、工艺简单，得到了广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，该方法选择性好、操作简单、检测时间短、仪器价廉，灵敏度较高，能够满足水中Cd2+的检测。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，包括如下步骤：(1)半胱氨酸修饰金银合金纳米粒子的制备准确移取48μL1.0％AgNO3溶液和47μL1.0％HAuCl4溶液分别加入到装有15mL超纯水的烧瓶中，冷凝回流加热5min后同时加入0.4mM柠檬酸三钠溶液250μL，再加热2min，然后立即混合并继续搅拌加热15min，得到橘黄色澄清且稳定均匀的溶液，即为金银合金溶液；在上述新合成的金银合金溶液中加入0.7mL1.0mM半胱氨酸溶液匀速搅拌2h，得到半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液，向半胱氨酸包裹的金银纳米合金溶液加入NaCl；(2)比色检测水中Cd2+向半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液加入NaCl，使其浓度为0.024M，分别将浓度为0.40、1.34、2.23、4.44、6.65、8.85、11.00、13.2、15.40、17.50、21.80、26.10、30.30、34.50、38.60μMCd2+标准溶液加入到2mL上述含有NaCl的半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液中，孵化15min，待反应完全后，可以观察到明显的颜色变化，用数码相机拍摄溶液的颜色，制作标准比色卡；同时，采用紫外-可见分光光度法测定溶液在435nm处和600nm处的吸光度，以溶液吸光度比值(A600/A435)为纵坐标，Cd2+浓度为横坐标，绘制工作曲线，线性拟合得到一个一元一次方程；取10μL经沉淀、过滤、调节pH至6.0预处理后的水样，加入到2mL上述含有NaCl的半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液中，孵化15min，待反应完全后，用数码相机拍摄溶液的颜色，将拍摄的照片中溶液的颜色与标准比色卡对比，即对水样中的Cd2+含量进行半定量检测；同时，测定溶液在435nm处和600nm处的吸光度并计算溶液吸光度比值(A600/A435)，代入一元一次方程，即可求得水中Cd2+含量。步骤(1)制得的半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液在使用前需向溶液中加入NaCl，使NaCl在溶液中的浓度为0.024M；步骤(1)中所述1.0％AgNO3溶液和1.0％HAuCl4溶液均为质量分数。步骤(2)中所述半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液中半胱氨酸浓度浓度为23.33μM；步骤(2)中所述半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液的pH为6.0。本专利技术通过控制合适的条件，同时还原HAuCl4和AgNO3制得了金银合金纳米粒子，并通过在其表面修饰半胱氨酸，建立了一种能够特异性识别水中Cd2+的快速检测方法。该方法检测时间短、操作简单，对水中Cd2+的检测限为0.044μM，检测范围为0.4μM～38.6μM。附图说明图1中(A)为纳米金(a)、纳米银(b)、金银合金(c)及纳米金及纳米银物理混合(d)紫外可见吸收光谱图；(B)为不同金银比例的合金最大吸收峰值与合金中金的摩尔比例线性关系图。图2为加入10μMCd2+前(a)后(c)合金紫外可见光谱的变化和加入10μMCd2+前(b)后(d)半胱氨酸修饰合金紫外可见光谱及溶液颜色的变化，插图中左边试管为加入10μMCd2+前(b)半胱氨酸修饰合金溶液的颜色，右边试管为加入10μMCd2+后(d)半胱氨酸修饰合金溶液的颜色。图3为加入10μMCd2+前(A)后(B)金银合金纳米粒子的电镜及粒径图。图4中(A)为合金纳米粒子EDX谱图；(B)为半胱氨酸(a)及半胱氨酸修饰合金纳米粒子(b)红外光谱图。图5为半胱氨酸浓度(A)、检测时间(B)、pH(C)及NaCl浓度(D)对检测的影响图。图6中(A)为不同Cd2+浓度下半胱氨酸修饰金银合金纳米溶液吸收光谱图；(B)为金银合金纳米溶液吸光度比值(A600/A435)与Cd2+浓度关系图。图7为不同金属离子存在下对合金纳米溶液吸收峰比值的影响示意图(A)；半胱氨酸修饰合金纳米溶液的稳定性示意图(B)，插图为半胱氨酸修饰合金在不同时间时在435nm处的吸收峰值。具体实施方式实施例1：一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，包括如下步骤：(1)半胱氨酸修饰金银合金纳米粒子的制备准确移取48μL1.0％AgNO3溶液和47μL1.0％HAuCl4溶液分别加入到装有15mL超纯水的烧瓶中，冷凝回流加热5min后同时加入0.4mM柠檬酸三钠溶液250μL，再加热2min，然后立即混合并继续搅拌加热15min，得到橘黄色澄清且稳定均匀的溶液，即为金银合金溶液；在上述新合成的金银合金溶液中加入0.7mL1.0mM半胱氨酸溶液匀速搅拌2h，得到半胱氨酸包裹的金银纳米合金溶液，向半胱氨酸包裹的金银纳米合金溶液加入NaCl；(2)比色检测水中Cd2+向半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液加入NaCl，使其浓度为0.024M，分别将浓度为0.40、1.34、2.23、4.44、6.65、8.85、11.00、13.20、15.40、17.50、21.80、26.10、30.30、34.50、38.60μMCd2+标准溶液加入到2mL上述含有NaCl的半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液中，孵化15min，待反应完全后，可以观察到明显的颜色变化，用数码相机拍摄溶液的颜色，制作标准比色卡；同时，采用紫外-可见分光光度法测定溶液在435nm处和600nm处的吸光度，以溶液吸光度比值(A600/A435)为纵坐标，Cd2+浓度为横坐标，绘制工作曲线，线性拟合得到一个一元一次方程；取10μL经沉淀、过滤、调节pH至6.0预处理后的水样，加入到2mL上述含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)半胱氨酸修饰金银合金纳米粒子的制备准确移取48μL 1.0％AgNO

【技术特征摘要】
1.一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)半胱氨酸修饰金银合金纳米粒子的制备准确移取48μL1.0％AgNO3溶液和47μL1.0％HAuCl4溶液分别加入到装有15mL超纯水的烧瓶中，冷凝回流加热5min后同时加入0.4mM柠檬酸三钠溶液250μL，再加热2min，然后立即混合并继续搅拌加热15min，得到橘黄色澄清且稳定均匀的溶液，即为金银合金溶液；在上述新合成的金银合金溶液中加入0.7mL1.0mM半胱氨酸溶液匀速搅拌2h，得到半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液；(2)比色检测水中Cd2+向半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液加入NaCl，使其浓度为0.024M，分别将浓度为0.40、1.34、2.23、4.44、6.65、8.85、11.00、13.20、15.40、17.50、21.80、26.10、30.30、34.50、38.60μMCd2+标准溶液加入到2mL上述含有NaCl的半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液中，孵化15min，待反...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国文，杜佳炜，潘军辉，胡兴，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36