基于納米金光學探針在水體中Cr(Ⅵ)的檢測研究.pdf

1、進入二十一世紀以來，人類社會持續(xù)面臨各種困難與挑戰(zhàn)，其中就包括由于工業(yè)化、城市化而帶來的鉻污染問題。六價鉻離子（Cr(VI)）被美國環(huán)境保護局（US-EPA）評定為對人類健康最有威脅的十七種化學污染物之一，微量的Cr(VI)被人體吸收后將可能會造成溶血、呼吸道損傷、DNA破壞甚至引發(fā)各類癌癥等嚴重后果。建立和發(fā)展及時、簡單、準確、高靈敏的 Cr(VI)檢測方法是預防、控制和處理 Cr(VI)污染的基礎、前提甚至是關鍵環(huán)節(jié)。目前對于 Cr

2、(VI)的檢測手段主要依托于一些大型儀器設備，雖然具有靈敏度強、準確性高等優(yōu)點，但是同時也存在儀器設備昂貴、檢測周期長、預處理繁雜以及需要專業(yè)的操作等弊端，限制了其在實驗室外的大規(guī)模推廣使用。鑒于上述存在的問題，光學檢測策略為Cr(VI)的現(xiàn)場實時監(jiān)測提供了一種簡單、快速、準確且有效的方法。本論文充分利用了納米金在光學性能上的特殊優(yōu)勢，構建了三種不同的的光學檢測探針，為不同環(huán)境水體中的Cr(VI)提供了一個新的檢測方法。本論文開展的具體

3、研究工作如下：
　　①以殼聚糖為“綠色”還原劑，制備了平均粒徑為14 nm的納米金顆粒，并將大分子牛血清蛋白作為穩(wěn)定劑修飾于納米金顆粒表面，成功構建了一種基于納米金的液相比色探針（BSA-Au NPs）。研究結果表明，構建的BSA-Au NPs探針對溶液中的Cr(VI)能達到優(yōu)異的檢測效果，當Cr(VI)濃度介于0.15μM-50μM范圍時呈現(xiàn)良好的線性關系（R2=0.9925），其最低檢測限為0.12μM（S/N=3）。此外，B

4、SA-Au NPs探針在實際檢測過程中表現(xiàn)出很強的抗干擾能力以及優(yōu)異的重現(xiàn)性能(RSD<5%），并在實際江水樣品中的加標實驗取得了很好的回收率（102.34％-107.87％），表明構建的BSA-Au NPs探針在實際水樣中的Cr(VI)檢測有很大的應用前景。
　?、趯ζ胀ɡw維素濾紙進行功能化修飾，將BSA-Au NPs通過化學作用力錨定在經過改性的濾紙表面而實現(xiàn)了納米金的紙基固定化，由此成功構建了一種基于納米金的功能化纖維素濾紙

5、膜固相比色探針（BSA-Au NPs/STCP）。研究結果表明，當Cr(VI)濃度介于0.5μM-50μM范圍時，其濃度與固相探針顏色強度變化（△Gabs）之間呈現(xiàn)良好的線性關系（R2=0.9928），且得到最低檢測限為280 nM（S/N=3）。此外，BSA-Au NPs/STCP探針在實際檢測過程中表現(xiàn)出很強的抗干擾能力以及優(yōu)異的重現(xiàn)性（RSD<5%），并在對江水樣品以及復雜的鉆井廢液中的加標實驗取得了良好的回收率（100.96％-

6、103.33％）。構建的BSA-Au NPs/STCP固相比色探針對于復雜環(huán)境水樣中的Cr(VI)檢測具有更強的選擇性、實用性以及便捷性。
　?、垡蕴烊淮蠓肿优Ｑ宓鞍淄瑫r作為還原劑以及穩(wěn)定劑，制備了平均粒徑為3.4 nm的發(fā)射紅色熒光的納米金簇，成功構建了一種穩(wěn)定性強、靈敏度高且選擇性好的熒光檢測探針（BSA-Au NCs）。研究結果表明，構建的BSA-Au NCs熒光探針對于溶液中低濃度Cr(VI)具有極強的靈敏性，當Cr(V