專利名稱：以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速含量測定方法，屬于分析化學(xué)和納米技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金納米粒子由于其易于制備和生物功能化、優(yōu)良的生物穩(wěn)定性和獨特的光譜特性已受到廣泛的關(guān)注。金納米粒子的表面等離子吸收帶位于電磁波譜的可見光區(qū)，并受納米聚集體的形貌的影響。典型的膠體納米金粒子為酒紅色，而它們的聚集體則呈現(xiàn)紫色或藍(lán)色，這是由于納米金的表面等離子吸收帶向長波長移動所致。基于這一原理的方法可用于細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA、金屬離子等各種分析物的檢測。作為對生物體必需的微量元素，銅是在人體中最豐富的過渡金屬離子之一。然而，銅離子濃度過高，則可能導(dǎo)致不利健康的影響，如細(xì)胞毒性、肝臟和腎臟的損害和神經(jīng)退行性疾病等。由于其廣泛使用在工業(yè)和農(nóng)業(yè)中，銅離子也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。因此，發(fā)展快速、靈敏、適合進(jìn)行現(xiàn)場檢測的銅離子檢測方法，具有十分重要的意義。迄今為止，包括電化學(xué)傳感器、熒光探針、原子吸收光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法等各種技術(shù)已被應(yīng)用于環(huán)境和生物樣品中微量水平的銅離子檢測。雖然大多數(shù)的上述技術(shù)，可以靈敏、選擇性地檢測Cu2+，但是精密儀器和訓(xùn)練有素的操作人員的需求限制了它們在常規(guī)檢測中的應(yīng)用。近年來，一些配體修飾的金納米粒子已被作為顯色探針用于銅離子檢測。然而，金納米粒子復(fù)雜的修飾過程、相對復(fù)雜的檢測步驟、耗時的過程、靈敏度較低等缺點限制了這些方法的應(yīng)用。本發(fā)明直接以經(jīng)過快速熱處理的裸納米金作為顯色探針，提供了一種快速、簡便、靈敏的銅離子檢測新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以經(jīng)過快速熱處理的裸納米金為顯色探針，提供了一種快速、簡便、靈敏的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
本發(fā)明所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用銅離子與熱處理裸納米金作用，導(dǎo)致納米金聚集而表現(xiàn)出溶液顏色和紫外吸收光譜特征的變化，來測定銅離子濃度。所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用目視觀察熱處理裸納米金溶液顏色特征以判斷銅離子的濃度。所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用熱處理裸納米金的吸光度比值A(chǔ)65tZA515以判斷銅離子的濃度。所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是所使用的裸納米金采用硼氫化鈉還原氯金酸的方法制備，將500 μ L濃度為0.1 g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀釋，在劇烈攪拌下加入O. 8毫升濃度為O. I g/L的硼氫化鈉水溶液，反應(yīng)溶液顏色從淺黃色變成酒紅色，暗處繼續(xù)快速攪拌而形成裸納米金；所得的裸納米金溶液在70°C恒溫水浴中加熱5分鐘得到熱處理裸納米金。所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是將熱處理裸納米金溶液和含不同濃度銅離子的磷酸鹽緩沖溶液按體積比I: I混合，70°c反應(yīng)5-10分鐘，目視觀察顏色特征或測定吸光度比值A(chǔ)65tlA515 ;當(dāng)目視觀察顏色特征時，隨著銅離子濃度的增大，納米金的顏色逐漸由酒紅色變?yōu)樽霞t色-紫色-藍(lán)紫色-藍(lán)色，目視觀察的檢測限為2 μ mol/L ;當(dāng)測定吸光度比值A(chǔ)65(i/A515時，隨著銅離子濃度的增大，吸光度比值A(chǔ)65tl/A515逐漸增大，在O. 5飛μ mol/L范圍內(nèi)吸光度比值與銅離子濃度呈線性關(guān)系，檢測限為
O.04 μmol/L。所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是所使用的熱處理裸納米金平均粒徑為8. I nm，最大吸收波長為515 nm。
所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是將熱處理裸納米金溶液與含有不同濃度銅離子的濃度為O. 01 mol/L、pH=8. O的磷酸鹽緩沖溶液按體積比I: I混合，70°C反應(yīng)5分鐘，目視觀察顏色特征或測定吸光度比值A(chǔ)65tlA515以判斷銅離子的濃度.
所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是熱處理裸納米金溶液和含不同濃度銅離子的磷酸鹽緩沖溶液的體積為O. 2 mL。本發(fā)明所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，具體步驟如下
(一)裸納米金的制備
以下過程中使用的所有玻璃器皿均經(jīng)過王水浸泡，并用雙蒸水徹底清洗，晾干。裸納米金的制備首先，500 μ L濃度為O. I g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀釋，在劇烈攪拌下加入O. 8毫升濃度為O. I g/L的硼氫化鈉水溶液(加入時間控制在5分鐘內(nèi))，反應(yīng)溶液顏色從淺黃色變成酒紅色，暗處繼續(xù)快速攪拌I小時。(二)裸納米金的熱處理
將步驟(一)制備的裸納米金溶液在70°C恒溫水浴中加熱5分鐘。(三)銅離子的測定
O.2毫升樣品溶液中加入O. 2毫升步驟(二)制備的熱處理裸納米金溶液，混合后在70°C反應(yīng)5分鐘，目視觀察顏色的變化或測定650 nm與515 nm波長處的吸光度比值(A65tl/A515)。根據(jù)溶液顏色與比色標(biāo)準(zhǔn)系列比較或通過吸光度比值標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。目視觀察的檢測限為2 μ mol/L，吸光度比值測定的檢測限為O. 04 μ mol/L。本發(fā)明的優(yōu)點
(I)本方法所使用的納米金直接由硼氫化鈉還原氯金酸得到，無需進(jìn)行進(jìn)一步的修飾，制備過程簡單快速。(2)裸納米金的熱處理過程簡單快速。(3)本發(fā)明的檢測速度快，可以在10分鐘內(nèi)完成樣品的檢測。(4)本發(fā)明的檢測靈敏度高，通過肉眼觀察顏色變化的檢測限為2 ymol/L，吸光度比值測定的檢測限為0.04 μ mol/L。


圖I為熱處理裸納米金的紫外吸收光譜圖。圖2為熱處理裸納米金與銅離子作用后的紫外吸收光譜圖。圖3為不同pH條件下熱處理裸納米金與銅離子作用后的吸光度比值圖。圖4為熱處理裸納米金與銅離子作用后的吸光度比值隨時間的變化圖。圖5為裸納米金及熱處理裸納米金與銅離子作用后的吸光度比值圖。圖6為熱處理裸納米金與不同濃度銅離子作用后的顏色變化圖；圖中從左到右溶液顏色具體變化為，當(dāng)不含銅離子時，溶液顯酒紅色；銅離子濃度為2 μ mol/L時，溶液顯紫紅色；銅離子濃度為4 μ mol/L時，溶液顯深紫色；銅離子濃度為6 ymol/L時，溶液顯藍(lán)色。 圖7為熱處理裸納米金與不同濃度銅離子作用后的吸光度比值變化圖。
具體實施例方式實施例I :
熱處理裸納米金的制備首先，500 μ L濃度為O. I g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀釋，在劇烈攪拌下加入O. 8毫升濃度為O. I g/L的硼氫化鈉水溶液(加入時間控制在5分鐘內(nèi))，反應(yīng)溶液顏色從淺黃色變成酒紅色，暗處繼續(xù)快速攪拌I小時得到裸納米金。所得的裸納米金溶液在70°C恒溫水浴中加熱5分鐘得到熱處理裸納米金。熱處理裸納米金溶液為酒紅色，最大吸收波長為515 nm (見圖I)。以上過程中使用的所有玻璃器皿均經(jīng)過王水浸泡，并用雙蒸水徹底清洗，晾干。實施例2
銅離子與熱處理裸納米金相互作用在O. 2毫升實施例I制得的熱處理裸納米金中加Λ O. 2毫升含6 μ mol/L銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為O. 01 mol/L,pH=8)，70°C反應(yīng)5分鐘。裸納米金顏色由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色，最大吸收波長紅移(見圖2)。實施例3
銅離子與熱處理裸納米金相互作用在0. 2毫升實施例I制得的熱處理裸納米金中加入0. 2毫升含有2. 5 μ mol/L銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0. 01 mol/L，pH=6-12)，70°C反應(yīng)5分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)65(l/A515。如圖3所示，吸光度比值A(chǔ)65(l/A515在pH=8時達(dá)到最大。實施例4
銅離子與熱處理裸納米金相互作用在0. 2毫升實施例I制得的熱處理裸納米金中加入0.2毫升含有2. 5 μ mol/L銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L，pH=8)，70°C反應(yīng)1-10分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)65(l/A515。如圖4所示，吸光度比值A(chǔ)65(l/A515在5分鐘后達(dá)到最大。實施例5:
銅離子與裸納米金及熱處理裸納米金相互作用在0. 2毫升實施例I制得的裸納米金中加入0. 2毫升含有6 μ mol/L銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0. 01mOl/L，pH=8)，30°C反應(yīng)5分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)65(l/A515。在0. 2毫升實施例I制得的熱處理裸納米金中加入0. 2毫升含有6 μ mol/L銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L, pH=8)，70°C反應(yīng)5分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)65Q/A515。如圖5所示，在同樣的銅離子濃度條件下，熱處理裸納米金吸光度比值A(chǔ)65tlA515顯著大于裸納米金的吸光度比值 A650/A515。實施例6
銅離子的測定在O. 2毫升實施例I制得的熱處理裸納米金溶液中加入O. 2毫升含不同濃度銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為O. 01 mol/L, pH=8)，混合后在70°C反應(yīng)5分鐘，目視觀察顏色的變化，結(jié)果如圖6所示。當(dāng)不含銅離子時，溶液顯酒紅色；銅離子濃度為2 μ mol/L時，溶液顯紫紅色；銅離子濃度為4 μ mol/L時，溶液顯深紫色；銅離子濃度為6 μ mol/L時，溶液顯藍(lán)色。實施例7
銅離子的測定在0. 2毫升實施例I制得的熱處理裸納米金溶液中加入0. 2毫升含不同濃度銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0.01 mol/L, pH=8)，混合后在 70°C反應(yīng)5分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)65(i/A515。如圖7所示，吸光度比值隨銅離子濃度的增大而增大，在0.5飛μ mol/L范圍內(nèi)吸光度比值與銅離子濃度呈線性關(guān)系，檢測限為0.04μ mol/L。實施例8
銅離子的測定平行取6份0. 2毫升實施例I制得的熱處理裸納米金溶液，分別加Λ 0.2毫升含3 μ mol/L銅離子的磷酸鹽緩沖溶液(磷酸鹽緩沖溶液濃度為0. 01 mol/L,pH=8)，混合后在70°C反應(yīng)5分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)65(i/A515，由6份測定結(jié)果計算所得到的相對標(biāo)準(zhǔn)差為I. 2%。
權(quán)利要求
1.一種以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用銅離子與熱處理裸納米金作用，導(dǎo)致納米金聚集而表現(xiàn)出溶液顏色和紫外吸收光譜特征的變化，來測定銅離子濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用目視觀察熱處理裸納米金溶液顏色特征以判斷銅離子的濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是利用熱處理裸納米金的吸光度比值A(chǔ)65cZA515以判斷銅離子的濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是所使用的裸納米金采用硼氫化鈉還原氯金酸的方法制備，將500 μ L濃度為O.I g/L氯金酸水溶液用39. 5毫升的水稀釋，在劇烈攪拌下加入O. 8毫升濃度為O. I g/L的硼氫化鈉水溶液，反應(yīng)溶液顏色從淺黃色變成酒紅色，暗處繼續(xù)快速攪拌而形成裸納米金；所得的裸納米金溶液在70°C恒溫水浴中加熱5分鐘得到熱處理裸納米金。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是將熱處理裸納米金溶液和含不同濃度銅離子的磷酸鹽緩沖溶液按體積比1:1混合，70°C反應(yīng)5-10分鐘，目視觀察顏色特征或測定吸光度比值A(chǔ)65tlA515 ;當(dāng)目視觀察顏色特征時，隨著銅離子濃度的增大，納米金的顏色逐漸由酒紅色變?yōu)樽霞t色-紫色-藍(lán)紫色-藍(lán)色，目視觀察的檢測限為2 ymol/L ;當(dāng)測定吸光度比值A(chǔ)65(l/A515時，隨著銅離子濃度的增大，吸光度比值A(chǔ)65tlA515逐漸增大，在O. 5飛μ mol/L范圍內(nèi)吸光度比值與銅離子濃度呈線性關(guān)系，檢測限為O. 04 μ mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是所使用的熱處理裸納米金平均粒徑為8. I nm，最大吸收波長為515 nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是將熱處理裸納米金溶液與含有不同濃度銅離子的濃度為O. 01 mol/L、pH=8. O的磷酸鹽緩沖溶液按體積比1:1混合，70°C反應(yīng)5分鐘，目視觀察顏色特征或測定吸光度比值A(chǔ)65tl/A515以判斷銅離子的濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速測定方法，其特征是熱處理裸納米金溶液和含不同濃度銅離子的磷酸鹽緩沖溶液的體積為O. 2 mL。
全文摘要
本發(fā)明公開一種以熱處理裸納米金為顯色探針的銅離子快速含量測定方法，采用銅離子與熱處理裸納米金表面作用，導(dǎo)致納米金聚集，從而表現(xiàn)出溶液顏色和紫外吸收光譜特征的變化。利用目視觀察熱處理裸納米金溶液顏色特征以判斷銅離子的濃度，目視觀察的檢測限為2μmol/L。利用熱處理裸納米金的吸光度比值A(chǔ)650/A515以判斷銅離子的濃度。吸光度比值測定的線性范圍為0.5～6μmol/L，檢測限為0.04μmol/L。
文檔編號G01N21/33GK102879350SQ20121037814
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月6日
發(fā)明者陳偉, 鄧豪華, 劉愛林, 林新華, 李光文 申請人:福建醫(yī)科大學(xué)