基于纳米金催化显色体系的pH及尿素的测定方法技术

本发明专利技术公开一种基于纳米金催化显色体系的pH及尿素的测定方法，其特征是利用纳米金催化过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐显色体系在不同pH条件下的显色差异，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征随pH值的变化，直接用于pH测定；通过纳米金催化过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐显色体系与脲酶催化尿素水解反应体系耦合，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征随尿素浓度的变化，用于尿素含量的测定。在pH 6.40~6.60 范围内吸光度值A450与pH值呈线性关系；在0.02~0.4 mmoL/L范围内，显色体系的A450值与尿素浓度呈线性关系，检测限为0.005 mmoL/L。本发明专利技术操作简便、灵敏度高、特异性好。

【技术实现步骤摘要】
基于纳米金催化显色体系的pH及尿素的测定方法
本专利技术涉及纳米金催化过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐显色体系的pH响应及其用于pH值和尿素测定的方法，属于分析化学和纳米

技术介绍
pH值是化学和生物系统中常用的一项重要指标，其影响着其许多化学反应和生化反应。医学上，体内pH值的改变伴随着很多疾病的发生发展。因此，pH值的测定在化学和生物领域具有重要的意义。目前，pH的测量方法主要分为指示剂法、金属电极法（氢电极法，醌氢醌电极法，锑电极法）和玻璃电极法等。发展新的溶液pH的测定方法仍然十分重要。尿素是人体蛋白质代谢的终产物，由肝脏产生，经血液运输至肾脏以尿液形式排出。尿素的生成量取决于蛋白质的摄入量、组织蛋白质的分解代谢以及肝功能状况。尿素是临床及生物化学一个重要的目标分析物，它是评价尿毒症毒素水平、肾脏及肝脏细胞功能的重要标志。目前，尿素的测定方法包括：氨电极法、脲酶-波氏法，脲酶-谷氨酸脱氢酶偶联法，脲酶-亮氨酸脱氢酶偶联法等。可提供肉眼识别信号的比色法检测，具有简单，快速，适用于实时和现场检测等优点。基于纳米金的色度传感器近年来得到了广泛关注，其中的大部分均是基于纳米金聚集或聚集再分散过程中的等离子体耦合而产生的颜色变化。纳米金已越来越多地应用于比色法检测细胞、蛋白质、DNA、金属离子和小分子等。本专利技术利用纳米金催化过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐显色体系在不同pH条件下的显色差异，构建了一种简便、灵敏的pH值测定新方法。将该体系与脲酶催化尿素水解体系结合，建立了尿素检测的新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于纳米金催化过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐显色体系的pH及尿素的测定方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的基于纳米金催化显色体系的pH或尿素的测定方法，其特征是利用纳米金催化过氧化氢氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐显色体系在不同pH条件下的显色差异，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征随pH值的变化，能直接用于pH值测定；或者通过纳米金催化过氧化氢氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐显色体系与脲酶催化尿素水解反应体系耦合，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征随尿素浓度的变化，能用于尿素含量的测定。上述所使用的纳米金采用柠檬酸三钠还原法制得：1毫升0.1g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加热煮沸后迅速加入3毫升0.1g/L的柠檬酸三钠溶液，反应溶液由从浅黄色变成酒红色，继续回流15分钟后，将反应溶液慢慢冷却至室温，所得的纳米金粒径为13nm，浓度为3.1nmoL/L，4°C保存。本专利技术所述的基于纳米金催化显色体系的pH测定方法，其特征是将不同pH的浓度为10mmoL/L的磷酸缓冲液、质量分数为30%的过氧化氢、浓度为16mmoL/L的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐与纳米金溶液按体积比为13：4：1：2混合，37°C温浴10分钟后，立即加入0.2mL、体积分数为20%的硫酸溶液终止上述反应，目视观察颜色特征或测定吸光度值A450，当目视观察颜色特征时，随着pH的增大，显色体系的颜色逐渐由深黄色变为淡黄色；当测定吸光度值A450时，随着pH的增大而吸光度值A450逐渐减小，在6.40~6.60范围内吸光度值A450与pH呈线性关系；所使用的纳米金采用柠檬酸三钠还原法制得：1毫升0.1g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加热煮沸后迅速加入3毫升0.1g/L的柠檬酸三钠溶液，反应溶液由从浅黄色变成酒红色，继续回流15分钟后，将反应溶液慢慢冷却至室温，所得的纳米金粒径为13nm，浓度为3.1nmoL/L，4°C保存。所述磷酸缓冲液、过氧化氢、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐与纳米金溶液混合后的总体积为1mL。本专利技术所述的基于纳米金催化显色体系的尿素测定方法，其特征是将脲酶溶液加入到0.6mL其含不同浓度尿素的浓度为10mmoL/L，pH=6.40的磷酸缓冲液中，摇匀后37°C温浴30分钟，反应结束后，加入0.2mL质量分数为30%的过氧化氢溶液、0.05mL浓度为16mmoL/L的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐溶液和0.10mL纳米金溶液，混合均匀后37°C温浴10分钟，立即加入0.2mL体积分数为20%的硫酸溶液终止反应，测定吸光度值A450，随着尿素浓度的增大显色体系的A450值逐渐减小，在0.02~0.4mmoL/L范围内，显色体系的A450值与尿素浓度呈线性关系，检测限为0.005mmoL/L；所使用的纳米金采用柠檬酸三钠还原法制得：1毫升0.1g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加热煮沸后迅速加入3毫升0.1g/L的柠檬酸三钠溶液，反应溶液由从浅黄色变成酒红色，继续回流15分钟后，将反应溶液慢慢冷却至室温，所得的纳米金粒径为13nm，浓度为3.1nmoL/L，4°C保存。所使用的脲酶溶液的体积为0.05mL，浓度为18U/mL。本专利技术所述基于纳米金催化显色体系的人尿液中尿素测定方法，包括如下步骤：取新鲜人尿液，调节pH至6.40后，用10mmoL/L，pH=6.40的磷酸缓冲液稀释400倍，取0.1mL稀释液加入到0.5mL浓度为10mmoL/L，pH=6.40的磷酸缓冲液中，再加入0.05mL18U/mL的脲酶溶液，摇匀后37°C温浴30分钟，反应结束后，加入0.2mL质量分数为30%的过氧化氢溶液、0.05mL浓度为16mmoL/L的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐溶液和0.10mL纳米金溶液，混合均匀后37°C温浴10分钟，立即加入0.2mL体积分数为20%的硫酸溶液终止反应，测定吸光度值A450，通过标准曲线进行定量，获得尿液中的尿素含量。所使用的纳米金采用柠檬酸三钠还原法制得：1毫升0.1g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加热煮沸后迅速加入3毫升0.1g/L的柠檬酸三钠溶液，反应溶液由从浅黄色变成酒红色，继续回流15分钟后，将反应溶液慢慢冷却至室温，所得的纳米金粒径为13nm，浓度为3.1nmoL/L，4°C保存。具体地说，本专利技术采用的技术方案为：（一）纳米金的制备以下过程中使用的所有玻璃器皿均经过王水浸泡，并用双蒸水彻底清洗，晾干。纳米金的制备：1毫升0.1g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加热煮沸后迅速加入3毫升0.1g/L的柠檬酸三钠溶液，反应溶液由从浅黄色变成酒红色，继续回流15分钟后，将反应溶液慢慢冷却至室温。所得的纳米金粒径为13nm，浓度为3.1nmoL/L，4°C保存。（二）pH的测定将0.2mL30%（m/m）的过氧化氢溶液、0.05ml浓度为16mmoL/L的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐（TMB）溶液和0.10mL步骤（一）制备的纳米金溶液加入到0.65mL不同pH的磷酸缓冲溶液（10mmoL/L）中，混合均匀后37°C温浴10分钟。立即加入0.2mL20%（V/V）的硫酸溶液终止上述反应，目视观察颜色的变化或测定450nm波长处的吸光度值（A450）。根据溶液颜色与比色标准系列比较或通过吸光度值标准曲线进行pH测定。（三）尿素的测定将0.05mL18U/mL的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纳米金催化显色体系的pH或尿素的测定方法，其特征是利用纳米金催化过氧化氢氧化3,3’,5,5’‑四甲基联苯胺盐酸盐显色体系在不同pH条件下的显色差异，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征随pH值的变化，能直接用于pH值测定；或者通过纳米金催化过氧化氢氧化3,3’,5,5’‑四甲基联苯胺盐酸盐显色体系与脲酶催化尿素水解反应体系耦合，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征随尿素浓度的变化，能用于尿素含量的测定。

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米金催化显色体系的pH测定方法，其特征是将不同pH的浓度为10mmoL/L的磷酸缓冲液、质量分数为30%的过氧化氢、浓度为16mmoL/L的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐与纳米金溶液按体积比为13：4：1：2混合，37°C温浴10分钟后，立即加入0.2mL、体积分数为20%的硫酸溶液终止反应，目视观察颜色特征或测定吸光度值A450，当目视观察颜色特征时，随着pH的增大，显色体系的颜色逐渐由深黄色变为淡黄色；当测定吸光度值A450时，随着pH的增大而吸光度值A450逐渐减小，在6.40~6.60的pH值范围内吸光度值A450与pH呈线性关系；所使用的纳米金采用柠檬酸三钠还原法制得：1毫升0.1g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加热煮沸后迅速加入3毫升0.1g/L的柠檬酸三钠溶液，反应溶液由从浅黄色变成酒红色，继续回流15分钟后，将反应溶液慢慢冷却至室温，所得的纳米金粒径为13nm，浓度为3.1nmoL/L，4°C保存。2.根据权利要求1所述的基于纳米金催化显色体系的pH测定方法，其特征是所述磷酸缓冲液、过氧化氢、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐与纳米金溶液混合后的总体积为1mL。3.一种基于纳米金催化显色体系的尿素测定方法，其特征是将脲酶溶液加入到0.6mL含不同浓度尿素的浓度为10mmoL/L，pH=6.40的磷酸缓冲液中，摇匀后37°C温浴30分钟，反应结束后，加入0.2mL质量分数为30%的过氧化氢溶液、0.05mL浓度为16mmoL/L的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐溶液和0.10mL纳米金溶液，混合均匀后37°C温浴10分钟，立即加入0.2mL体积分数为20%的硫酸溶液终止反应，测定吸光度值A450，随着尿素浓度的增大显色体系的A450值逐渐减小，在0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，邓豪华，吴钢伟，彭花萍，林逢林，
申请(专利权)人：福建医科大学，
类型：发明
国别省市：福建;35