金納米粒子比色檢測重金屬離子的研究.pdf

1、重金屬污染日益嚴(yán)重，其難以被難消除，且可通過生物的富集作用而在體內(nèi)累積，因此，對人類的健康構(gòu)成了嚴(yán)重的危害。顯然，對重金屬離子實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場、實(shí)時(shí)的檢測具有重要意義。目前，國內(nèi)外主要借助于大型儀器檢測重金屬離子，然而，這些方法往往存在樣品處理步驟復(fù)雜、干擾嚴(yán)重、儀器昂貴、耗時(shí)較長等缺點(diǎn)。由于貴金屬納米粒子具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，其形貌、粒徑大小的變化均會(huì)引起表面等離子體共振(SPR)吸收以及溶液顏色發(fā)生變化，從而使其在分析化學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。因此

2、，本論文利用金納米粒子的獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了對Cr3+、Pb2+、Hg2+離子的實(shí)時(shí)、快速、靈敏檢測。具體的研究內(nèi)容主要包括以下個(gè)部分：
　?。?）首次使用巰基丁二酸功能化的金納米粒子(MSA-AuNPs)對Cr3+實(shí)現(xiàn)快速、靈敏的檢測。Cr3+離子的引入使溶液顏色發(fā)生明顯變化，由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色，并伴隨其表面SPR吸收峰發(fā)生紅移。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，MSA-AuNPs對Cr3+離子表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性。體系在650nm與520nm處

3、的吸光度比值(A650/A520)對Cr3+離子濃度呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，范圍為0.6μM-1.4μM。裸眼和紫外-可見分光光度法的檢測限分別為0.6μM和0.04μM，使之實(shí)現(xiàn)裸眼檢測Cr3+離子。該方法簡便易行，可用于實(shí)際水樣中Cr3+離子的檢測，其回收率為93％-107%。
　　（2）谷胱甘肽功能化的金納米粒子(GSH-AuNPs)實(shí)現(xiàn)對Pb2+離子的快速檢測。分別合成粒徑為13nm和45nm的球形AuNPs，并在其表面修飾

4、上GSH，Pb2+離子能使小粒徑的AuNPs聚集在大粒徑的AuNPs的周圍，形成了類似于“核-衛(wèi)星”結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)GSH-AuNPs對Pb2+離子的選擇性檢測。在優(yōu)化的條件下，體系在700nm與520nm處的吸光度比值(A700/A520)對Pb2+離子濃度具有良好的線性關(guān)系，檢測限為80nM。此外，該方法還應(yīng)用與實(shí)際水樣中Pb2+離子的回收率實(shí)驗(yàn)研究，回收率為96-120%。
　　（3）基于Hg2+離子對6-巰基鳥嘌呤和金納米粒

5、子(6-TG-AuNPs)的抗聚集現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了一種靈敏檢測Hg2+離子的方法。當(dāng)體系中不存在Hg2+離子時(shí)，向AuNPs溶液中加入6-TG，6-TG中的巰基(-SH)與AuNPs結(jié)合形成Au-S鍵，溶液顏色由紅色變?yōu)樗{(lán)色，紫外吸收光譜發(fā)生紅移。然而，當(dāng)體系中存在一定濃度的Hg2+離子時(shí)，向AuNPs溶液中加入6-TG，由于6-TG中的-SH與環(huán)上的N原子更容易和Hg2+結(jié)合，從而失去了誘導(dǎo)AuNPs聚集的能力，此時(shí)，溶液顏色仍為紅色。通