一种检测汞离子的纳米金比色法制造技术

本发明专利技术公开了一种简单快捷地检测水溶液中汞离子的比色分析法。本发明专利技术利用了纳米金具有高吸光系数的特点，将纳米金作为显色信号元件，同时将巯基乙胺作为特异性识别元件。发展出一种具有成本低、操作简单、方便快捷的特点的比色分析法。本发明专利技术修饰的纳米金比较稳定，抵抗高浓度盐离子的能力更强，受到外界因素的干扰小，适宜推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分析化学领域，具体涉及一种使用纳米金作为信号元件，巯基乙胺作为特异性识别元件的检测水溶液中汞离子的化学比色法。
技术介绍
汞是一种对人类健康影响很大的污染物，汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体。人类活动造成水体汞污染，主要来自氯碱、塑料、电池、电子等工业排放的废水。汞有三种价态，其中水体中汞主要以二价形式存在。目前汞的检测主要依赖于分析仪器，如高效液相色谱、感应耦合等离子体质谱以及原子吸收光谱等。 现有技术公开了一些检测水中汞离子浓度的方法，如利用胸腺嘧啶-胸腺嘧啶碱基错配与汞离子之间的特异性识别的电化学检测方法、基于汞离子特异性寡核苷酸探针和纳米金的试剂盒等，但均存在检测方法复杂，再现性不高及成本高等缺点。纳米金颗粒是指粒径在f 100纳米之间的金颗粒。常以金颗粒分散在水中所形成的金溶胶进行应用，故又称胶体金或金溶胶。近年来，纳米金颗粒作为一种新型的材料，凭借其独特的物理化学特性，如高比表面积、高表面反应活性、强吸附性等，在材料科学、临床医学、生命科学等领域均获得广泛的应用。13纳米直径的金颗粒的吸光系数为2. 7 X IO8M-1 cm-1,比传统的有机发色团大了 3个数量级。另外，分散在溶液中的纳米金在发生聚集之后，颜色会从红色变成蓝色。因此，在比色分析法中，纳米金是一种理想的颜色信号元件。已公开的利用纳米金作为检测汞离子信号元件的技术方案中，大多采用胸腺嘧啶作为信号识别元件，或者实验室自己合成的类似胸腺嘧啶的化合物，具有检测成本高，方法繁琐复杂的不足。如本申请人早先的一项中国申请201110052259. 7公开了一种能够简单廉价地检测水溶液中汞离子的比色分析法。其也是利用了纳米金具有高吸光系数的特点，将纳米金作为信号元件，并利用吡啶能够诱导纳米金聚集，也能与汞离子形成络合物的特性，因此将吡啶作为特异性识别元件。但是上述方法中吡啶毒性高，吸入、摄取或皮肤接触可导致男性生育能力降低，也可致癌。且上述方法中是加入过量的吡啶，溶液中存在汞离子时抑制聚集。此外，上述方法的耐盐度不高，不利于环境样品检测，也不利于推广应用。因此，申请人在此基础上继续展开专项研究，试图找到一种理想的特异性识别元件，以优化上述比色分析法。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种检测水溶液中汞离子的简单快捷的比色分析法。此方法使用巯基乙胺作为汞离子的特异性识别元件，纳米金作为信号元件。为实现专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案 一种简单快捷的检测汞离子的纳米金比色法，具体包括如下步骤 (I)采用柠檬酸钠还原氯金酸制得酒红色纳米金溶液，(2)向步骤(I)中得到的纳米金溶液中加入巯基乙胺溶液对纳米金进行修饰； (3)向修饰后的纳米金溶液中加入缓冲溶液进行pH的调节，使纳米金表面的氨基呈-NH2态,利于形成N-Hg2+-N结构； (4)向步骤(3)中得到的纳米金溶液中加入待测汞离子溶液，混匀，使纳米金表面铵根和二价汞离子形成N-Hg2+-N结构，纳米金发生聚集，15-25分钟后检测溶液的紫外可见光谱，得到不同浓度汞离子对应的紫外可见光谱，然后使用吸光度比值E65(i/E52(i作为纵坐标，汞离子浓度为横坐标，绘制汞离子的标准曲线。本专利技术所述的检测汞离子的纳米金比色法中，所述步骤(I)中柠檬酸钠还原法制备的纳米金的浓度为1.8-2. 5 nmol/L，纳米金的粒径为13±2 nm。优选纳米金的浓度为2nmol/L，纳米金的粒径为13nm。具体纳米金溶液的制备可以采用现有技术公开的制备方法，如中国申请201110052259. 7所公开的，本专利技术对此不作特别限定。 本专利技术所述的检测汞离子的纳米金比色法中，所述步骤(2)中巯基乙胺溶液的浓度为9-12. 5 mmol/L。所述修饰后的纳米金溶液中，巯基乙胺与纳米金的终浓度比为40:1-60:1，优选 50:1。本专利技术所述的检测汞离子的纳米金比色法中，所述步骤(2)中修饰时间为10-15小时，优选12小时。本专利技术所述的检测汞离子的纳米金比色法中，所述步骤(3)中，所述的缓冲液为磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液，该缓冲液的浓度及具体用量为本领域技术人员所理解和掌握，具体以最终将纳米金溶液调至PH为7-8为准。但作为本专利技术优选的一种实施方式，可以采用缓冲溶液浓度为O. 18-0. 25 mol/L，优选O. 2 mol/L，其加入量视纳米金溶液的pH而定，具体应当不超过纳米金体积的5%。本专利技术所述的检测汞离子的纳米金比色法中，所述步骤(3)中加入缓冲溶液将纳米金溶液的PH调至7-8，优选7. 5。本专利技术所述的检测汞离子的纳米金比色法中，所述步骤4中，待测汞离子溶液的加入量为纳米金溶液体积的1:50-1:200，优选1:100。更具体的，本专利技术所述检测汞离子的纳米金比色法包括如下步骤 (1)采用柠檬酸钠还原氯金酸制得酒红色纳米金溶液，纳米金的浓度为I.8-2. 5 nmol/L,纳米金的粒径为13±2 nm ； (2)向步骤(I)中得到的纳米金溶液中加入9-12.5mmol/L巯基乙胺溶液对纳米金进行修饰；其中，巯基乙胺溶液中巯基乙胺与纳米金的摩尔比为40:1- 60:1，修饰时间为10-15小时； (3)向修饰后的纳米金溶液中加入缓冲溶液进行pH的调节，将pH值调至7-8，便于形成N-Hg2+-N的结构；所述的缓冲液为磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲溶液； (4)向步骤(3)中得到的纳米金溶液中加入待测汞离子溶液，混匀，15-25分钟后检测溶液的紫外可见光谱，得到不同浓度汞离子对应的紫外可见光谱，然后使用吸光度比值E65tZE52tl作为纵坐标，汞离子浓度为横坐标，绘制汞离子的标准曲线。本专利技术采用柠檬酸钠还原法将氯金酸还原，制得酒红色纳米金溶液，再将一定浓度的汞溶液加入到纳米金溶液中。由于加入的汞浓度很低(小于I mmol/L)，纳米金颜色没有发生变化。因此，本专利技术再将一定浓度的巯基乙胺溶液加入氯金酸还原制得的纳米金溶液，放置一段时间后调节pH。此时修饰在纳米金表面的巯基乙胺与汞离子生成配合物，诱导纳米金发生聚集，导致溶液颜色发生变化。由于颜色的变化与汞离子的浓度有关，因此能够用于检测水体中的二价汞离子浓度。本专利技术所述方法中巯基乙胺商业上可以买得到，毒性小，用量少，仅在纳摩尔级另IJ。此外，本专利技术因为有巯基乙胺修饰纳米金，可以保护纳米金不受盐浓度过高的影响，使检测结果更精准，可靠，本专利技术操作简单，可推广性强。附图说明图I为(a) 13 nm纳米金的透射电镜图。图2为(b)巯基乙胺修饰后纳米金的透射电镜图。图3为(C) 13 nm纳米金聚集后的透射电镜图。 图4为向巯基乙胺修饰后的13 nm纳米金溶液中分别加入不同浓度二价汞离子，20min后测得的紫外可见光谱；萊离子浓度依次为(a) O μ mol /L ； (b) I μ mol/L ； (c) 2μ mol/L ； (d) 5 μ mol/L ； (e) 7 μ mol/L ； (f) 8 μ mol/L ； (g) 9 μ mol/L ； (h) 10 μ mol/L ；(i) 25 μ mol/L (j) 50 μ mol/L ；(k) 100 μ mol/L。图5为汞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测汞离子的纳米金比色法，其特征在于，使用纳米金作为信号元件，并且使用巯基乙胺作为汞离子的特异性识别元件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田丹碧，马玉洁，黄和，宋荣斌，梅亚军，许智玲，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：