一种水中汞离子浓度的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种水中汞离子浓度的检测方法，1）将HAuCl4溶液加入CQDs溶液中，生成Au‑CQDs溶液；2)在冷却后的Au‑CQDs溶液中加入含有巯基的DNA，反应得到DNA‑Au‑CQDs溶液；3）将纤维素滤纸浸泡于DNA‑Au‑CQDs溶液中，18‑24h后，取出，吹干，备用；4）将上述纤维素滤纸分别浸泡于不同浓度的汞离子标准溶液中，然后烘干，测定各纤维素滤纸的灰度与汞离子浓度的关系，得到标准曲线；5）取崭新的纤维素滤纸，在DNA‑Au‑CQDs溶液中浸泡后，测定该纤维素滤纸的灰度并结合上述标准曲线，测得待测水样中汞离子的浓度。本发明专利技术将Au‑CQDs负载在TCP表面从而设计出高灵敏、高选择、重现性好、成本低的汞离子浓度的检测方法，实现对自然水体中重金属汞离子的实时、快速地监控。

A method for detecting the concentration of mercury ion in water

The invention discloses a method for detecting the concentration of mercury ion in water, 1) adding HAuCl4 solution into the CQDs solution, producing Au CQDs solution; 2) adding the DNA containing the sulfhydryl group in the Au CQDs solution after the cooling, and reacting the DNA Au Au CQDs solution; 3) the cellulose filter paper is soaked in the DNA Au slurry solution. 18 The cellulose filter paper was soaked in the standard solution of mercury ion in different concentrations, and then dried, and the relationship between the gray level of the cellulose filter paper and the concentration of mercury ion was measured, and the standard curve was obtained; 5) the fiber was soaked in DNA Au CQDs solution and the fiber was soaked in a new cellulose filter paper, and the fiber was determined. The gray scale of the filter paper is measured by the above standard curve, and the concentration of mercury ion in the water sample is measured. In this invention, Au CQDs is loaded on the surface of TCP to design a high sensitive, high selective, good reproducibility and low cost mercury ion concentration detection method, so as to realize real-time and rapid monitoring of heavy metal Hg ions in natural water.

【技术实现步骤摘要】
一种水中汞离子浓度的检测方法
本专利技术属于检测分析
，具体涉及一种水中汞离子浓度的检测方法。
技术介绍
汞作为一种生活中常见的重金属元素，对人类健康和环境都具有极强的危害性，而且不能被微生物所降解，容易在活体内富集，对人体健康造成极大威胁。因此，GB5749-2006中规定我国生活饮用水中汞的限值为1μg/L，当人体中汞离子的浓度达到0.5-1.0μg/mL时，人体就会出现明显的中毒症状.因此建立一种能快速准确测定水中汞离子的方法具有重要意义。截至目前，已开发用于测定水体基质中Hg离子的仪器分析方法包括原子吸收光谱法，电热原子吸收光谱法，电感耦合等离子体质谱法，溶出伏安法等。这些方法除了具有众所周知的优势外，都无法避免昂贵的仪器费用或必要的复杂操作，限制了这些方法在现场监测中的应用。近年来，由于比色分析法操作简单快速，数据可由肉眼直接读出，成本低，不需要任何复杂仪器等优点，使其在现场监测应用方面备受青睐。纳米材料由于具有独特的物理化学和光学特性，已成为材料科学领域的研究热点。其中，金作为绿色纳米技术中最具研究活力和发展潜力的金属元素，在纳米电子学、光电子学、催化和生物医学等领域有着广泛的应用，由于其良好的显色效应，因此其在比色传感器中也得到了广泛应用。因此，开发一种简单，成本低、便携的测定Hg离子浓度的方法意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种灵敏高、重现性好、成本低、操作简便的水中汞离子浓度的检测方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，一种水中汞离子浓度的检测方法，包括以下步骤：1)利用CQDs的还原性来合成Au-CQDs纳米复合材料：将浓度为1.0mg/mL的HAuCl4溶液加入CQDs溶液中，所述HAuCl4溶液与CQDs溶液的体积比为0.9-1.1∶1，60-70℃反应50-60min，生成Au-CQDs溶液；2)在37℃条件下，在冷却后的Au-CQDs溶液中加入浓度为1μM的含有巯基的DNA，所述DNA与CQDs溶液的体积比为1∶4,DNA中的巯基与Au-CQDs纳米之间通过形成Au-S键而生成DNA-Au-CQDs溶液，然后置于4℃的恒温度冰箱中保存，备用；3)将纤维素滤纸裁成直径2-2.5cm的圆片纤维素滤纸，然后浸泡于DNA-Au-CQDs溶液中，浸泡时间为18-24h，然后取出纤维素滤纸，吹干，备用；4)配制梯度浓度的汞离子标准溶液，将步骤3)的纤维素滤纸分别浸泡于各浓度的汞离子标准溶液中，反应50-60min后，取出与各浓度的汞离子溶液反应后的各纤维素滤纸，然后将各纤维素滤纸烘干，参考Mallory的图像处理方法，测定各纤维素滤纸的灰度与汞离子浓度的关系，得到标准曲线；5)取崭新的纤维素滤纸，在DNA-Au-CQDs溶液中浸泡18-24h后，取出纤维素滤纸，吹干，然后将该纤维素滤纸浸泡于待测水样中，反应50-60min后，取出该纤维素滤纸，然后将该纤维素滤纸烘干，按照步骤4)的图像处理方法，测定该纤维素滤纸的灰度并结合上述标准曲线，测得待测水样中汞离子的浓度。步骤1)，所述CQDs溶液的浓度为8.0mgmL-1。步骤1)中，所述CQDs溶液的合成方法如下：在三口烧瓶中加入10g蔗糖和20mL油酸，在215℃下，通过磁力搅拌器搅拌，并在氮气保护中反应5min，待体系冷却后，去除上层清液，将三口烧瓶底部的棕色固体用40mL水溶解，然后使用己烷萃取除去溶液中的油酸，最后将溶液置于1000分子量透析袋中透析20-24h，然后用水定容到500mL，得到CQDs溶液，在4℃下储存备用。步骤2)，DNA为5′-SH-(CH2)6-TTT-GTT-TGT-TGG-GGT-TCT-TTC-TTT-3′，购买于生工生物工程(上海)股份有限公司步骤4)，所述汞离子标准溶液为浓度0.01-4.0μg/L的梯度浓度的标准溶液。碳量子点(CQDs)作为新型的零维纳米材料，具有优异的发光性能与小尺寸特性，以及良好水溶性和生物相容性等特点，CQDs可作为反应的还原剂及分散剂，本专利技术通过CQDs的还原性制备出Au-CQDs纳米复合物，由于CQDs具有光催化等特性，Au纳米粒子具有显色的特性，因此Au-CQDs纳米复合物具有光催化、显色等优异特性。纤维素滤纸(TCP)属于天然的多孔性非纺织性材料，价格低廉，资源丰富，本专利技术将其作为纳米物质的载体。本专利技术将Au-CQDs负载在TCP表面从而设计出高灵敏、高选择、重现性好、成本低的汞离子浓度的检测方法，实现对自然水体中重金属汞离子的的实时、快速地监控。附图说明图1为CQDs、Au-CQDs和DNA-Au-CQDs的紫外-可见光吸收光谱图；图2为不同浓度的Hg离子与DNA-Au-CQDs/TCP反应后的颜色变化图；图3为Hg离子浓度与图像灰度值之间的线性关系图。具体实施方式一种水中汞离子浓度的检测方法，包括以下步骤：1)利用CQDs的还原性来合成Au-CQDs纳米复合材料：将浓度为1.0mg/mL的HAuCl4溶液加入CQDs溶液中，所述HAuCl4溶液与CQDs溶液的体积比为0.9-1.1∶1，60-70℃反应50-60min，生成Au-CQDs溶液；2)在37℃条件下，在冷却后的Au-CQDs溶液中加入浓度为1μM的含有巯基的DNA，所述DNA与CQDs溶液的体积比为1∶4,DNA中的巯基与Au-CQDs纳米之间通过形成Au-S键而生成DNA-Au-CQDs溶液，然后置于4℃的恒温度冰箱中保存，备用；3)将纤维素滤纸裁成直径2-2.5cm的圆片纤维素滤纸，然后浸泡于DNA-Au-CQDs溶液中，浸泡时间为18-24h，然后取出纤维素滤纸，吹干，备用；4)配制梯度浓度的汞离子标准溶液，将步骤3)的纤维素滤纸分别浸泡于各浓度的汞离子标准溶液中，反应50-60min后，取出与各浓度的汞离子溶液反应后的各纤维素滤纸，然后将各纤维素滤纸烘干，参考Mallory的图像处理方法，测定各纤维素滤纸的灰度与汞离子浓度的关系，得到标准曲线；5)取崭新的纤维素滤纸，在DNA-Au-CQDs溶液中浸泡18-24h后，取出纤维素滤纸，吹干，然后将该纤维素滤纸浸泡于待测水样中，反应50-60min后，取出该纤维素滤纸，然后将该纤维素滤纸烘干，按照步骤4)的图像处理方法，测定该纤维素滤纸的灰度并结合上述标准曲线，测得待测水样中汞离子的浓度。本专利技术实验器材电子天平(赛多利斯天平，BS110S(0.01mg)、原子吸收分光光度计(澳大利亚GBC，GBC932B)、电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏，DHG-9036A)、自镇流荧光高压汞灯(华特光电器材，功率：160W)、超纯水系统(MilliporeCo.，MAMilliQ)、酸度计(梅特勒-托利多仪器，PHS-2C)、蠕动泵(保定兰格恒流泵，BT00-300T)、超声波清洗器(昆山市超声仪器，KQ-250B)、单反数码相机(佳能，EOS405D)。本专利技术实验药品5′-SH-(CH2)6-TTT-GTT-TGT-TGG-GGT-TCT-TTC-TTT-3′(DNA，购买于生工生物工程(上海)股份有限公司)Hg(II)(1.0gL-1)标准溶液(GBW08603)；氯金酸、葡萄糖、油酸(分析纯，西陇化工)；定量滤纸(中速，直径7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水中汞离子浓度的检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）将浓度为1.0 mg /mL 的HAuCl4溶液加入CQDs 溶液中，所述HAuCl4溶液与CQDs 溶液的体积比为0.9‑1.1∶1， 60‑70℃反应 50‑60 min，生成Au‑CQDs溶液；2) 在37 ℃条件下，在冷却后的Au‑CQDs溶液中加入浓度为1μM 的含有巯基的DNA，所述DNA与CQDs 溶液的体积比为1∶4，反应得到DNA‑Au‑CQDs溶液，然后置于4 ℃环境中保存，备用；3）将纤维素滤纸浸泡于上述DNA‑Au‑CQDs溶液中，18‑24h后，取出纤维素滤纸，吹干，备用；4）配制梯度浓度的汞离子标准溶液，将步骤3）的纤维素滤纸分别浸泡于不同浓度的汞离子标准溶液中，反应50‑60min后，取出与各浓度的汞离子标准溶液反应后的各纤维素滤纸，然后将各纤维素滤纸烘干，参考Mallory的图像处理方法，测定各纤维素滤纸的灰度与汞离子浓度的关系，得到标准曲线；5）取崭新的纤维素滤纸，在DNA‑Au‑CQDs溶液中浸泡18‑24h后，取出纤维素滤纸，吹干，将该纤维素滤纸浸泡于待测水样中，反应50‑60min后，取出该纤维素滤纸，然后将该测纤维素滤纸烘干，按照步骤4）的图像处理方法，测定该纤维素滤纸的灰度并结合上述标准曲线，测得待测水样中汞离子的浓度。...

【技术特征摘要】
1.一种水中汞离子浓度的检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）将浓度为1.0mg/mL的HAuCl4溶液加入CQDs溶液中，所述HAuCl4溶液与CQDs溶液的体积比为0.9-1.1∶1，60-70℃反应50-60min，生成Au-CQDs溶液；2)在37℃条件下，在冷却后的Au-CQDs溶液中加入浓度为1μM的含有巯基的DNA，所述DNA与CQDs溶液的体积比为1∶4，反应得到DNA-Au-CQDs溶液，然后置于4℃环境中保存，备用；3）将纤维素滤纸浸泡于上述DNA-Au-CQDs溶液中，18-24h后，取出纤维素滤纸，吹干，备用；4）配制梯度浓度的汞离子标准溶液，将步骤3）的纤维素滤纸分别浸泡于不同浓度的汞离子标准溶液中，反应50-60min后，取出与各浓度的汞离子标准溶液反应后的各纤维素滤纸，然后将各纤维素滤纸烘干，参考Mallory的图像处理方法，测定各纤维素滤纸的灰度与汞离子浓度的关系，得到标准曲线；5）取崭新的纤维素滤纸，在DNA-Au-CQDs溶液中浸泡18-24h后，取出纤维素滤纸，吹干，将该纤维素滤纸浸泡于待测水样中，反应50-60min后，取出该纤维素滤纸，然后将该测纤维素滤纸烘干，按照步骤4）的图像处理方法，测定该纤维素滤纸的灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：林常青，林小凤，黄启同，
申请(专利权)人：漳州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：福建,35