用於比色法檢測汞離子的納米Ag光學探針的合成及應用的製作方法

2023-12-10 05:13:21 3

專利名稱：用於比色法檢測汞離子的納米Ag光學探針的合成及應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及納米技術領域，尤其涉及水溶性、高吸光係數的納米Ag光學探針的合 成方法；本發明還涉及該納米Ag光學探針在分析檢測中的應用。
背景技術：
汞是一種常見的有毒重金屬，主要以汞離子(Hg2+)形式存在，對人的健康和環境 都產生極大的危害，是水環境監測的重要指標。目前，環境水樣中Hg2+的測定主要採用等離 子體發射光譜法和質譜法[Li Y，Liu S J，Jiang D Q，Jiang Y，Yan X P. Chinese Anal. Chem.，2008，36，793-798 ；Wang Μ, Feng W, Shi J, Zhang F, Wang B, Zhu M, Li B, Zhao Y, Chai Z. Talanta, 2007, 71, 2034-2039] ^ [Wang S, Forzani E S, Tao N. Anal. Chem., 2007，79，4427-4432 ；Li Y,Chai Y Q,Yuan R，Zhang L N,Liang W B,Ye G R. Chinese Anal. Chem.，2007，35，1525-1528]、電化學法[Han S P, Gan W Ε, Zhang W B, Su Q D. Chinese J. Anal. Chem. , 2007, 35,1373-1376 ；Nolan E M, Lippard S. J. Am. Chem. Soc. , 2007,129, 5910-5918]等。但是這些方法往往需要昂貴的儀器。比色法可以通過肉眼直接觀察來測定， 無需昂貴的儀器，是一種簡便而非常有吸引力的分析方法[Wang H,Wang Y X, Jin J Y, Yang R H. Anal. Chem. 2008,80 9021—9028 ；Xue XJ,Wang F,Liu X G. J. Am. Chem. Soc.，2008，130， 3244-3245]。貴金屬納米粒子，特別是金和銀納米粒子具有獨特的光學性質如摩爾吸光係數 大，並且其表面等離子光譜與納米粒子間的距離相關。因此，金和銀納米粒子受到了廣泛關 注[WangZ D, Lee J H,Lu Y.Adv. Mater.，2008，20，3263-3267 ；Liu C W,Hsieh Y T，Huang C C, Lin Z H, Chang H T. Chem. Commun.，2008，2242-2244]。功能性金納米粒子作為光學探 針比色法檢測Hg2+，pb2+，Cu2+[Ye B C, Yin B C. Angew. Chem. Int. Edn. ,2008,47,8386-8389 ； Lee J S, Han MS, Mirkin C A. Angew. Chem. Int. Edn. ,2007,46 ；4093-4096 ；Yang R H, Jin J Y, Long L P, WangY X，Wang H, Tan W H. Chem. Commun.，2009，322-324 ；Wang Z D, Lee J H，Lu Y. Adv. Mater.，2008，20，3263_3洸7]，顯示了很高的靈敏度。這其中，為了實現對目標 離子的識別，大多數金納米粒子都是通過酶或者寡聚肽鏈來修飾，這使得測定的成本很高， 不適合實際的測定。與目前報導的Hg2+的測定方法(通過離子引起的納米粒子的聚集作 用)不同，本發明利用檸檬酸三鈉修飾的銀納米粒子對Hg2+的還原作用引起的納米材料光 學性質的改變，成功地進行了汞離子的靈敏、選擇性測定，肉眼測定的檢測限達到了 400nM。

發明內容
本發明的目的之一是提供一種工藝簡單，條件溫和，成本低廉的在水相中合成吸 光係數高的納米Ag光學探針的方法；目的之二是提供該納米Ag光學探針的用途。本發明的目的之一可通過如下技術措施來實現a、在溶有銀離子的可溶性鹽的混合溶液中加入修飾劑，製得Ag-修飾劑的混合溶 液；
b、在上述混合溶液中加入一定量還原劑，一定溫度下攪拌一定時間。本發明的目的之一還可通過如下技術措施來實現所述的溶有銀離子可溶性鹽，選自高氯酸銀，硝酸銀，氟化銀；所述的修飾劑，選自 半胱氨酸，檸檬酸三鈉，巰基乙酸，酒石酸鈉；反應混合溶液中銀離子與修飾劑的摩爾比為 2 1-10 1;所述還原劑選自硼氫化鈉，硼氫化鉀，抗壞血酸，水合胼；所述的反應溫度為 200C -IOO0C ；所述的反應時間為30分鐘-3小時。本發明的目的之二可通過如下技術措施來實現本發明的檢測汞離子的納米光學探針用於用於汞離子的分析檢測。可以將^Vg納米材料溶解在緩衝溶液中，然後加入含有汞離子的溶液進行測試。本 發明的探針對400nm的光具有很強的吸收，對汞離子具有靈敏的選擇性響應，通過肉眼即 可觀察。並且，本發明製備方法簡單，所使用的修飾劑成本低，產物光學性質穩定，一個月後 吸光度幾乎未發生改變。


圖1是發明製備的Ag納米材料(實線)及加入1. OX 10、的汞離子後的銀納米 材料(虛線)的吸收光譜。圖2是發明製備的Ag納米材料在不同pH的緩衝溶液中對1. OX 10、的汞離子的 響應。圖3是發明製備的Ag納米材料在有(左邊樣品)無(右邊樣品)汞離子存在時的 照片。
具體實施例方式實施實例1 a.在溶有2. OX 10_4mol/L硝酸銀水溶液50mL中加入4. 8mg半胱氨酸，電磁攪拌， 製得Ag-Cys溶液；b.將1. OmL 0. 2mol/L的硼氫化鈉溶液加入到上述混合液中，20°C反應2小時，得 水溶性Ag納米材料。實施實例2:在溶有1. OX 10_4mol/L高氯酸銀水溶液50mL中加入46. 02mg酒石酸鈉，電磁攪 拌，製得Ag-Tar溶液；b.將1. OmL 0. 2mol/L的硼氫化鉀溶液加入到上述混合液中，50°C反應0. 5小時， 得水溶性Ag納米材料。實施實例3:a.在溶有4. 0X lO^mol/L硝酸銀水溶液50mL中加入29. 4mg檸檬酸三鈉，電磁攪 拌，製得Ag-Cit溶液；b.將1. OmL 0. 2mol/L的水合胼溶液加入到上述混合液中，20°C反應2小時，得水 溶性Ag納米材料。實施實例4 a.在溶有4. OX 10_4mol/L硝酸銀水溶液50mL中加入0. ImL 0. 5mol/L的巰基乙 酸，電磁攪拌，製得Ag-TGA溶液；
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b.將0. ImL 0. 2mol/L的硼氫化鉀溶液加入到上述混合液中，50°C反應1小時，得 水溶性Ag納米材料。實施實例5 a.在溶有1.0X 10_4mol/L硝酸銀水溶液50mL中加入58. 8mg檸檬酸三鈉；b.將2. OmL 0. 2mol/L的抗壞血酸溶液加入到上述混合液中，沸騰回流0. 5小時， 得水溶性Ag納米材料。
權利要求
1.用於比色法檢測汞離子的納米Ag光學探針的合成方法，其特徵在於a、在溶有銀離子的可溶性鹽溶液中加入修飾劑，製得Ag-修飾劑溶液；b、將還原劑加入到上述混合液中，一定溫度下反應一定時間，得水溶性Ag納米材料。
2.根據權利要求1所述的水溶性Ag納米材料的合成方法，其特徵在於所述的銀離子的 可溶性鹽，分別選自高氯酸銀，氟化銀，硝酸銀。
3.根據權利要求1所述的水溶性^Vg納米材料的合成方法，其特徵在於反應混合溶液中 銀離子與修飾劑的摩爾比為2 1-10 1。
4.根據權利要求1所述的水溶性Ag納米材料的合成方法，其特徵在於所述修飾劑選自 檸檬酸三鈉，酒石酸鈉，半胱氨酸，巰基乙酸。
5.根據權利要求1所述的水溶性Ag納米材料的合成方法，其特徵在於反應溫度為30 分鐘-3小時。
6.根據權利要求1所述的水溶性^Vg納米材料的合成方法，其特徵在於所述的衝入惰性 氣體的時間為30分鐘。
全文摘要
本發明提供比色法檢測汞離子用納米Ag光學探針的合成方法及應用。該合成方法按如下步驟進行a.在溶有銀離子的可溶性鹽溶液中加入修飾劑，製得Ag-修飾劑的混合溶液；b.將還原劑加入到上述混合液中，一定溫度下反應一定時間，得水溶性Ag納米材料。本發明製得的Ag納米材料在400nm出表現出很強的等離子共振吸收，並且，其作為光學探針對汞離子具有靈敏的選擇性響應，肉眼觀察的檢測限達到了400nM。
文檔編號B82Y40/00GK102127099SQ201010577978
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月8日 優先權日2010年12月8日
發明者喻川, 張文靜, 李在均, 王光麗, 王鋮 申請人:江南大學