一种基于三通道荧光阵列传感检测汞离子、镉离子和/或铅离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三通道荧光阵列传感检测汞离子、镉离子和/或铅离子的方法，它包括三个溶液检测通道；其中第一溶液检测通道采用金纳米簇形成的荧光溶液I检测待测溶液中镉离子和铅离子的响应结果；第二溶液检测通道采用金纳米簇与氮掺杂碳点形成的复合荧光溶液II检测待测溶液中的镉离子浓度，第三溶液检测通道采用氮掺杂碳点形成的荧光溶液III检测待测溶液中的汞离子浓度；其中不同溶液检测通道通过测量引入待检测溶液反应前后的荧光强度变化构建与待检测离子浓度之间的含量关系。本发明专利技术所述检测方法涉及的灵敏度高、特异性好、操作简单，可实现真实样品中镉离子、铅离子和汞离子的快速高效检测，适合推广应用。适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三通道荧光阵列传感检测汞离子、镉离子和/或铅离子的方法


[0001]本专利技术属于化学分析检测
，具体涉及一种基于三通道荧光阵列传感检测镉离子、铅离子和汞离子的新方法。

技术介绍

[0002]重金属污染问题在人类生活环境中广泛存在，主要通过水、土壤和空气等媒介转移并富集于药品(中药材)与食品中。重金属在体内极易积蓄，长期摄入被污染的药品食品，会导致不可逆的肝肾功能衰竭和中枢神经损伤，对此国家已出台多项规定严令控制药品食品中的重金属污染问题。
[0003]目前，严重的重金属污染主要包括镉离子(Cd
2+
)、铅离子(Pb
2+
)、汞离子(Hg
2+
)、铬离子(Cr
3+
)和砷离子(As
3+
)，针对这些重金属污染物，通常采用原子荧光光谱法和冷原子吸收光谱法等传统检测手段进行测量。但这些方法，存在需要借助大型仪器、成本高、操作难、耗时久等问题，不利于推广应用。因此，进一步建立一种灵敏度高、特异性好、成本低廉、快速便捷的新方法具有极高的实际意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种基于三通道荧光阵列传感检测镉离子、铅离子和汞离子污染物的方法；利用金纳米簇和氮掺杂的碳点在特定pH的缓溶液体系中与镉离子、铅离子和汞离子进行特异性结合，促使荧光产生增强或猝灭效果，然后通过比较特异性结合前后的荧光强度和色变，实现对镉离子、铅离子和汞离子的定性定量检测；该方法工艺简单、绿色环保、成本低、易普及、可投入工业化生产，适合推广应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于三通道荧光阵列传感检测汞离子、镉离子和/或铅离子的方法，其特征在于，它包括三个溶液检测通道；其中第一溶液检测通道采用金纳米簇形成的荧光溶液I检测待测溶液中镉离子和或铅的响应结果；第二溶液检测通道采用金纳米簇与氮掺杂碳点形成的复合荧光溶液II检测待测溶液中的镉离子浓度，第三溶液检测通道采用氮掺杂碳点形成的荧光溶液 III检测待测溶液中的汞离子浓度；其中不同溶液检测通道通过测量引入待检测溶液反应前后的荧光强度变化构建与待检测离子浓度之间的含量关系。
[0007]上述方案中，所述荧光强度的激发波长为320
‑
380nm。
[0008]上述方案中，所述待检测离子浓度含量关系的构建方法包括建立标准曲线、建立基于荧光强度数据的逻辑装置或拍照提取RGB值的可视化手段。
[0009]上述方案中，可采用第一溶液检测通道分别检测含镉离子待检测溶液或含铅离子待检测溶液中镉离子或铅离子的浓度，或对待测溶液中是否存在镉离子和/或铅离子进行判定。
[0010]上述方案中，所镉离子或铅离子的浓度的检测方法包括：向第一溶液检测通道加入不同已知浓度的镉离子或铅离子溶液的待检溶液，采用荧光分光光度计检测反应前溶液体系的荧光强度F
01
，静置反应，然后检测静置反应后所得溶液体系的荧光强度F
11
；建立静置反应前后的荧光强度变化F
11
/F
01
与镉离子或铅离子浓度之间的线性关系，得关于镉离子或铅离子浓度的标准曲线。
[0011]上述方案中，所述否存在镉离子和/或铅离子的判定方法包括：向金纳米簇形成的荧光溶液I加入盐酸缓冲溶液，再加入待测溶液，静置反应，若反应后所得荧光强度I增强，判定溶液中包含镉离子或铅离子的至少一种；再向第二溶液检测通道加入盐酸缓冲溶液和待测溶液，若反应后所得荧光强度II增强且其荧光弱于荧光强度I，判定待测溶液中同时含镉离子和铅离子；若第二溶液检测通道反应后荧光强度II没有变化，则判定待测溶液中没有镉离子，利用第一溶液检测通道引入待检测溶液反应前后的荧光强度变化构建与铅离子浓度之间的含量关系。
[0012]上述方案中，所述第二溶液检测通道检测步骤包括如下步骤：向金纳米簇与氮掺杂碳点形成的复合荧光溶液II中加入盐酸缓冲溶液，再加入不同已知浓度的镉离子溶液，采用荧光分光光度计检测反应前溶液体系的荧光强度F
02
，静置反应，然后检测静置反应后所得溶液体系的荧光强度F
12
；建立静置反应前后的荧光强度变化F
12
/F
02
与镉离子浓度之间的线性关系，得关于镉离子浓度的标准曲线。
[0013]上述方案中，所述第三溶液检测通道检测步骤包括如下步骤：向氮掺杂碳点形成的荧光溶液III中加入NaOH溶液，再加入不同已知浓度的汞离子溶液，采用荧光分光光度计检测反应前溶液体系的荧光强度F
03
，静置反应，然后检测静置反应后所得溶液体系的荧光强度F
13
；建立静置反应前后的荧光强度变化F
13
/F
03
与汞离子浓度之间的线性关系，得关于镉离子浓度的标准曲线。
[0014]上述方案中，所述氮掺杂碳点的粒径为1.7～2.5nm，在254
‑
380nm的紫外灯照射下，发强烈的蓝色荧光；金纳米簇的粒径为2.5～3.3nm，在365nm的紫外灯照射下，发微弱的橙色荧光。
[0015]上述方案中，所述金纳米簇形成的荧光溶液I的浓度为20～160μg/mL；所述金纳米簇与氮掺杂碳点形成的复合荧光溶液II的浓度为0.7～1.2mg/mL，其中金纳米簇溶液与氮掺杂碳点的质量比为1:(15～25)；所述氮掺杂碳点形成的荧光溶液III的浓度为0.7～1.2mg/mL。
[0016]上述方案中，所述待测溶液中镉离子的浓度为4500μmol/L～5μmol/L；铅离子的浓度为 800μmol/L～10μmol/L；汞离子的浓度为100μmol/L～2μmol/L。
[0017]上述方案中，所述盐酸缓冲溶液(Tris
‑
HCl缓冲溶液)的pH值为8.0～9.0。
[0018]上述方案中，所述NaOH溶液的pH值为8.0～9.0。
[0019]上述方案中，不同溶液检测通道中待测溶液、稀释溶液(盐酸缓冲溶液或氢氧化钠溶液) 与荧光溶液(荧光溶液I、复合荧光溶液II或荧光溶液III)的体积比为(0.2
‑
0.5):2:(0.8
‑
1.2)。
[0020]上述方案中，所述静置反应时间为3～15min。
[0021]上述方案中，所述金纳米簇为以氯金酸和还原性谷胱甘肽进行水热反应制备得到的橙色荧光金纳米簇纳米材料；氮掺杂碳点为以柠檬酸三钠和N
‑
N
‑
二甲基甲酰胺为原料，
进行水热反应制备得到的蓝色荧光的氮掺杂碳点纳米材料；将氮掺杂碳点和金纳米簇比例混合均匀制备得到粉色荧光的金纳米簇
‑
氮掺杂碳点复合纳米材料。
[0022]上述方案中，所述氮掺杂碳点的制备方法具体包括如下步骤：将柠檬酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三通道荧光阵列传感检测汞离子、镉离子和/或铅离子的方法，其特征在于，它包括三个溶液检测通道；其中第一溶液检测通道采用金纳米簇形成的荧光溶液I检测待测溶液中镉离子和或铅的响应结果；第二溶液检测通道采用金纳米簇与氮掺杂碳点形成的复合荧光溶液II检测待测溶液中的镉离子浓度，第三溶液检测通道采用氮掺杂碳点形成的荧光溶液III检测待测溶液中的汞离子浓度；其中不同溶液检测通道通过测量引入待检测溶液反应前后的荧光强度变化构建与待检测离子浓度之间的含量关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待检测离子浓度含量关系的构建方法包括建立标准曲线、建立基于荧光强度数据的逻辑装置或拍照提取RGB值的可视化手段。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用第一溶液检测通道分别检测含镉离子待检测溶液或含铅离子待检测溶液中镉离子或铅离子的浓度，或对待测溶液中是否存在镉离子和/或铅离子进行判定。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，镉离子或铅离子的浓度的检测方法包括：向第一溶液检测通道加入不同已知浓度的镉离子或铅离子溶液的待检溶液，采用荧光分光光度计检测反应前溶液体系的荧光强度F
01
，静置反应，然后检测静置反应后所得溶液体系的荧光强度F
11
；建立静置反应前后的荧光强度变化F
11
/F
01
与镉离子或铅离子浓度之间的线性关系，得关于镉离子或铅离子浓度的标准曲线。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述否存在镉离子和/或铅离子的判定方法包括：向金纳米簇形成的荧光溶液I加入盐酸缓冲溶液，再加入待测溶液，静置反应，若反应后所得荧光强度I增强，判定溶液中包含镉离子或铅离子的至少一种；再向第二溶液检测通道加入盐酸缓冲溶液和待测溶液，若反应后所得荧光强度II增强且其荧光弱于荧光强度I，判定待测溶液中同时含镉离子和铅离子；若第二溶液检测通道反应后荧光强度II没有变化，则判定待测溶液中没有镉离子，利用第一溶液检测通道引入待检测溶液反应前后的荧光强度变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：付海燕，王硕，韦柳娜，陈亨业，杨小龙，杨健，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：