一种基于β-环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法技术

一种基于环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法，包括AuNPs粒子的制备：将去离子水、四氯金酸、柠檬酸钠加热至颜色由金色变为紫红色，得到纳米金溶液；检测试剂的制备：将β

【技术实现步骤摘要】
一种基于
β
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环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法
[0001]

[0002]本专利技术属于化学检测领域，涉及一种水样多环芳烃的检测技术，具体来说是一种基于β
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环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法。

技术介绍

[0003]多环芳烃（PAHs）是一类含有两个或两个以上苯环芳烃的化合物，如蒽、芘、苯并芘等，已被列为典型的持久性有机污染物，其中大多数都为众所周知的致癌物和致畸物。研究表明多环芳烃为亲油性化合物，拥有较低的蒸汽压和水溶性，以及较高的辛醇/水分配系数，在空气中主要吸附于颗粒物表面。其主要来源是有机物的不完全燃烧，并能与硝基自由基和羟基自由基等发生光化学反应，形成多种取代多环芳烃，如硝化多环芳烃和羟基化多环芳烃等。多环芳烃能够通过生物体的新陈代谢作用与DNA形成加和物对DNA造成损伤，从而具有致癌性和致诱变性。目前为止，已知的多环芳烃约有200多种，现已发现地表水中的多环芳烃超过了20种，在地下水和海水中也检测到多环芳烃。
[0004]环糊精（Cyclodextrin, CD）是直链淀粉在由芽抱杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖的总称，通常含有6
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12个D
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吡喃葡萄糖单元。根据葡萄糖单元数目的不同，习惯用希腊字母表示其葡萄糖单元的数目，其中最为常见的分别是含有6、7和8个葡萄糖单元的α
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，β
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和γ
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环糊精。环糊精具有疏水的内腔和亲水的外缘，因而它能够溶解于水并且可以提供一个疏水的结合部位，作为主体包络各种适当的客体，如有机分子、无机离子以及气体分子等。环糊精的疏水内腔以及外部亲水的特性使其可以依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与许多有机和无机小分子形成包合物及分子组装体系。尽管β
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环糊精可以与多环芳烃结合已有报道，但利用TMB/H2O2使β
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环糊精修饰AuNPs聚集迅速变色的特征，开发出一种生物传感器比色法，并通过肉眼及紫外分光光度计用于水中多环芳烃检测的方法还未见报道。
[0005]目前针对多环芳烃检测主要有高效液相色谱法、液相色谱／质谱法等。此外，酶联免疫吸附法、毛细管电泳、质谱、红外吸收光谱、化学发光以及电化学的方法也有文献报道，这些方法一般需要进行复杂的样品前处理，仪器价格昂贵，检测成本高，且方法操作复杂，需要经过专门训练的人员才能操作，不能完全满足对水中多环芳烃快速筛查的检测需要。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种基于β
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环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法，所述的这种基于β
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环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法要解决现有技术中检测水中芘的方法操作复杂，时间长的技术问题。
[0007]本专利技术提供了一种基于β
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环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方
法，包括以下步骤：（1）一个制备纳米金溶液的步骤：将去离子水、质量分数为1%的四氯金酸、质量分数为1%的柠檬酸钠按照100mL：2mL：4mL的体积比混合，然后加热至颜色由金色变为紫红色，得到纳米金溶液；（2）一个制备检测试剂的步骤：将β
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环糊精溶液与步骤（1）得到的纳米金溶液按照体积比1:1混匀，得到环糊精修饰的纳米金粒子传感器，然后加入TMB和H2O2溶液，制备得到检测试剂；（3）一个绘制标准曲线的步骤：将步骤（2）得到的检测试剂与不同浓度的芘标准溶液混合后反应，观察颜色变化并记录吸光值，绘制标准曲线；（4）一个检测水中芘浓度的步骤：将样品水样与检测试剂按1:33体积比混匀后反应，通过混合溶液中颜色变化以及吸光值大小，对照步骤（3）得到的标准曲线，得出样品水样中芘的浓度。
[0008]进一步的，步骤（2）中，β
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环糊精溶液、纳米金溶液、TMB溶液、H2O2溶液的用量比为1.5ml:1.5ml:0.15ml:0.15ml。
[0009]进一步的，步骤（2）中，β
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环糊精的浓度为60 nM。
[0010]进一步的，步骤（2）中，TMB溶液的浓度为600 μM。
[0011]进一步的，步骤（2）中，H2O2溶液的浓度为80 mM。
[0012]进一步的，步骤（3）中，不同浓度的芘标准溶液中芘的浓度范围为10 μM
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100 μM。
[0013]进一步的，步骤（3）中，反应体系中pH为5.5。
[0014]进一步的，步骤（3）中，反应时间为10 min。
[0015]进一步的，步骤（3）中，测定吸光值的波长为650 nm。
[0016]进一步的，步骤（3）中，标准曲线的绘制过程中，以芘的浓度为横坐标，吸光值为纵坐标。
[0017]本专利技术的目的是利用TMB/H2O2使β
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环糊精（也即环糊精）修饰AuNPs（也即纳米金粒子）聚集所产生的溶液颜色变化，提供一种高灵敏度、选择性好、低成本的水中多环芳烃的检测方法。β
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环糊精通过分子识别原理与AuNPs颗粒结合，可以被TMB/H2O2聚集发生显色反应，形成稳定检测液。
[0018]本专利技术的原理是：利用TMB/H2O2使β
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环糊精修饰AuNPs聚集发生显色反应的特性。TMB/H2O2可使AuNPs聚集由紫红色变为蓝紫色，当AuNPs被β
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环糊精修饰后，该反应加速，AuNPs聚集由紫红色变为蓝灰色。当体系中加入多环芳烃时反应继续加速使得AuNPs在A
650
的吸光值变大，通过紫外吸收光谱检测多环芳烃。
[0019]本专利技术和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本专利技术利用四甲基联苯胺/双氧水（TMB/H2O2）可使经过β
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环糊精修饰后的纳米金溶液聚集迅速变色的特性，开发出一种生物传感器比色法，通过肉眼及紫外分光光度计检测水中多环芳烃的方法。TMB/H2O2可使β
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环糊精修饰的AuNPs颗粒聚集变色，且在650 nm处有最大吸光值。当反应体系存在多环芳烃时，多环芳烃可加速AuNPs颗粒的聚集，使溶液在650nm处的吸光值增大，溶液在650 nm处的吸光值的变化与体系中多环芳烃的浓度在一定范围内呈线性关系，因此可用于多环芳烃的检测。在最优检测条件下，线性相关系数为0.9674，线性回归方程为y = 0.1197x + 0.3318。本技术操作简便，不需要大型仪器，灵敏度高，可用于水中多环芳烃的检测。
附图说明
[0020]图1为本专利技术中基于β
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环糊精修饰的纳米金粒子快速检测水中芘的原理示意图；图2为β
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环糊精浓度对本专利技术检测体系的影响；图3为TMB浓度对本专利技术检测体系的影响；图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）一个制备纳米金溶液的步骤：将去离子水、质量分数为1%的四氯金酸、质量分数为1%的柠檬酸钠按照100mL：2mL：4mL的体积比混合，然后加热至颜色由金色变为紫红色，得到纳米金溶液；（2）一个制备检测试剂的步骤：将β
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环糊精溶液与步骤（1）得到的纳米金溶液按照体积比1:1混匀，得到环糊精修饰的纳米金粒子传感器，然后加入TMB和H2O2溶液，制备得到检测试剂；（3）一个绘制标准曲线的步骤：将步骤（2）得到的检测试剂与不同浓度的芘标准溶液混合后反应，观察颜色变化并记录吸光值，绘制标准曲线；（4）一个检测水中芘浓度的步骤：将样品水样与检测试剂按1:33的体积比混匀后反应，通过混合溶液中颜色变化以及吸光值大小，对照步骤（3）得到的标准曲线，得出样品水样中芘的浓度。2.根据权利要求1所述的一种基于环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法，其特征在于，步骤（2）中，β
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环糊精溶液、纳米金溶液、TMB溶液、H2O2溶液的体积比为1.5 ml:1.5 ml:0.15 ml:0.15 ml。3.根据权利要求1所述的一种基于环糊精修饰的纳米金粒子传感器快速检测水中芘的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：向霄，钱诗颖，钱勇，黄波涛，叶文娟，
申请(专利权)人：上海市环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：