一种利用SERE技术对氯化甲基汞进行检测的方法技术

本发明专利技术提供一种利用SERE技术对氯化甲基汞进行检测的方法，包括以下步骤：S1.金溶胶的合成；S2.合成探针分子功能化的金纳米；S3.SERE技术检测氯化甲基汞。本发明专利技术可以检测水中或食物中氯化甲基汞的含量，可以进行实际应用；反应在3分钟之内可以达到平衡，反应时间短；线性范围为10

【技术实现步骤摘要】
一种利用SERE技术对氯化甲基汞进行检测的方法


[0001]本专利技术属于重金属检测
，具体为一种利用SERE技术对氯化甲基汞进行检测的方法。

技术介绍

[0002]现有技术检测氯化甲基汞方法中，利用比色方法进行甲基汞的检测，金纳米作为催化剂，甲基汞与甲酸发生反应，甲基汞被快速还原为金属汞单质，金属汞与金纳米结合，使金溶胶发生聚集，1分钟之内颜色由红色变化为紫色，但是该方法不能进行定量分析，检测限是20ug/L。
[0003]还有是将通过将聚苯乙烯微球(PS)加入至金溶胶中，制备PS@Au，之后加入4
‑
巯基吡啶，4
‑
巯基吡啶被选为有机化学受体，能够在高SERS活性杂化材料中与聚苯乙烯微球(PS)上的金纳米强结合，并且通过其芳香氮协调两种汞物种，产生相应的表面络合物，具有不同的SERS光谱。通过实验得出了在1.5ug/L
‑
220ug/L的浓度范围之内526和1096cm
‑1，777和1096cm
‑1两组峰强度的比值与甲基汞的含量的线性关系。但是该方法复杂，需要先分别合成金溶胶和聚苯乙烯微球(PS)，再通过反应合成PS@Au，并且反应时间长，加入甲基汞之后仍需要反应2小时之后再进行检测。最后线性范围窄，1.5ug/L
‑
220ug/L。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本专利技术的目的是通过SERE技术与氧化还原反应相结合简单、快速、低浓度地检测氯化甲基汞。具体的说，本专利技术对于氯化甲基汞的检测过程中只需要合成金溶胶，操作简单，反应可以在3分钟之内完成，利用SERE光谱中相对峰的比值进行定量分析可以消除外界环境的影响，检测结果更准确。
[0005]技术方案为，一种利用SERE技术对氯化甲基汞进行检测的方法，包括以下步骤：
[0006]S1.金溶胶的合成
[0007]搅拌状态下，HAuCl4溶液加热至沸腾，加入柠檬酸三钠水溶液；搅拌加热进行反应，混合物的颜色由淡黄色变成酒红色；将溶液在搅拌下冷却至室温得到金溶胶，在4℃下避光保存。
[0008]S1中各物质是用量按照以下比例：100mL质量比为0.01％HAuCl4；4mL质量比为1％的柠檬酸三钠水溶液。
[0009]S2.合成探针分子功能化的金纳米
[0010]在搅拌条件下，将探针分子水溶液作为探针分子加入到金溶胶中，得到探针分子功能化的金纳米；
[0011]探针分子为4
‑
巯基吡啶。4
‑
巯基吡啶换成其他的探针分子能够达到相同的目的。
[0012]S2中各物质是用量按照以下比例：90uL 4
‑
巯基吡啶水溶液，浓度10
‑4M；2mL金溶胶，浓度为1.68
×
10
‑9M。
[0013]S3.SERE技术检测氯化甲基汞
[0014]探针分子功能化的金纳米与氯化甲基汞先孵育20分钟，之后加入甲酸，立即进行连续SERE测量。
[0015]S3中各物质是用量按照以下比例：100uL的4
‑
巯基吡啶功能化的金纳米，100uL不同浓度的氯化甲基汞，6uL甲酸。
[0016]S3中连续SERE测量，数据采集时间为10s，累计一次，功率是400mW。
[0017]本专利技术技术方案带来的有益效果：
[0018](1)可以检测水中或食物中氯化甲基汞的含量，可以进行实际应用；
[0019](2)反应在3分钟之内可以达到平衡，反应时间短；
[0020](3)线性范围为10
‑5g/L～10
‑1g/L(10ppb～100ppm)，国际权威机构对食品中的有机汞浓度设定的严格的限制为500ppb～1000ppb，本专利技术低于世界卫生组织的最低标准。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的原理示意图；
[0022]图2a是实施例强度比值随时间变化图；
[0023]图2b是实施例强度比值线性关系图；
[0024]图3是实施例100ppb氯化甲基汞进行检测时的SERE信号的改变。
具体实施方式
[0025]结合实施例说明本专利技术的具体技术方案。
[0026]S1.金溶胶的合成。
[0027]在磁子的剧烈搅拌下，用电热套将盛放在250mL圆底烧瓶的100mL质量比为0.01％HAuCl4加热至沸腾，大约170℃左右，之后立即加入4mL质量比为1％的柠檬酸三钠水溶液。在加热15分钟之后，混合物的颜色由淡黄色变成酒红色。然后，将溶液在搅拌下冷却至室温，在4℃下避光保存。
[0028]S2.合成4
‑
巯基吡啶功能化的金纳米。
[0029]通过紫外可见吸收光谱法计算出上述所合成的金胶体溶液的浓度为1.68
×
10
‑9M，粒径大约为17nm。在搅拌条件下，将90uL 4
‑
巯基吡啶(10
‑4M)水溶液作为探针分子加入到2mL金溶胶中，得到4
‑
巯基吡啶功能化的金纳米。在不搅拌的情况下放置12h，使4
‑
巯基吡啶与金纳米充分结合，进行金纳米的修饰。根据文献计算，此时的金纳米的表面覆盖度为0.75。
[0030]S3.SERE技术检测不同浓度的氯化甲基汞。
[0031]用乙醇溶解氯化甲基汞之后用水稀释配置100mg/L的氯化甲基汞原液，将原始溶液用水连续稀释，得到不同浓度的氯化甲基汞。取100uL的4
‑
巯基吡啶功能化的金纳米与100uL不同浓度(10ppb～100ppm)的氯化甲基汞先孵育20分钟，之后加入6uL甲酸，立即进行连续SERE测量。数据采集时间为10s，累计一次，功率是400mW。使用仪器为共聚焦显微拉曼光谱仪(TSG100
‑
0)购自上海如海光电科技有限公司。
[0032]本专利技术反应原理：如图1所示，在金溶胶中先加入氯化甲基汞溶液，之后加入甲酸发生氧化还原反应，甲酸被氧化为二氧化碳，氯化甲基汞被还原为金属汞与金纳米结合形成金汞齐，导致SERE信号发生变化，其中1004和1092cm
‑1峰值强度的比值随着时间变化，在3
分钟之内达到平衡，反应完全，如图2a，如图2b，浓度范围为10
‑5g/L～10
‑1g/L(10ppb～100ppm)的甲基汞与1004和1092cm
‑1的强度比值存在的线性关系，回归系数是(R2＝0.988)。举例100ppb氯化甲基汞进行检测时的SERE信号的改变，如图3。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用SERE技术对氯化甲基汞进行检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.金溶胶的合成搅拌状态下，HAuCl4溶液加热至沸腾，加入柠檬酸三钠水溶液；搅拌加热进行反应，混合物的颜色由淡黄色变成酒红色；将溶液在搅拌下冷却至室温得到金溶胶，在4℃下避光保存。S2.合成探针分子功能化的金纳米在搅拌条件下，将探针分子水溶液作为探针分子加入到金溶胶中，得到探针分子功能化的金纳米；S3.SERE技术检测氯化甲基汞探针分子功能化的金纳米与氯化甲基汞先孵育20分钟，之后加入甲酸，立即进行连续SERE测量。2.根据权利要求1所述的一种利用SERE技术对氯化甲基汞进行检测的方法，其特征在于，S1中各物质是用量按照以下比例：100mL质量比为0.01％HAuCl4；4mL质量比为1％的柠檬酸三钠水溶液。3.根据权利要求1所述的一种利用SERE技术对氯化甲基汞进行检...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪伟，王蕊，李俊博，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：