本發(fā)明屬于納米化學(xué)傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于分析物催化納米顆粒合成反應(yīng)的ag⁺比色檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

銀離子（ag⁺）廣泛應(yīng)用于攝影、影像、電器、醫(yī)藥等領(lǐng)域。但ag⁺能通過(guò)食物鏈富集于人體，高濃度此種重金屬離子能破壞酶的活性，并可與各種代謝物的胺類、咪唑類、羧基等功能基團(tuán)結(jié)合，嚴(yán)重影響、損害人類的健康，甚至導(dǎo)致死亡。目前傳統(tǒng)的ag⁺定量檢測(cè)方法主要包括電感耦合等離子體質(zhì)譜法、原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法等。然而，這些方法普遍存在操作繁瑣費(fèi)時(shí)、所使用的儀器價(jià)格昂貴且體積龐大、分析成本較高、不能用于現(xiàn)場(chǎng)分析等問(wèn)題。利用選擇性電極的ag⁺定量檢測(cè)方法盡管具有操作簡(jiǎn)單、成本相對(duì)經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，但其主要不足在于檢測(cè)靈敏度（μm水平）較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于分析物催化納米顆粒合成反應(yīng)的簡(jiǎn)單高靈敏ag⁺比色檢測(cè)方法。

本發(fā)明的思路：低濃度鄰苯二胺可有效介導(dǎo)表面帶負(fù)電荷的金納米顆粒凝集導(dǎo)致反應(yīng)溶液發(fā)生由紅變藍(lán)的顏色改變反應(yīng)。而少量的ag⁺即能高效、特異地氧化鄰苯二胺為2,3-二氨基吩嗪，同時(shí)金屬離子自身被還原生成納米銀顆粒，而該納米顆粒可進(jìn)一步催化鄰苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪，從而抑制上述溶液變色反應(yīng)。金納米顆粒凝集導(dǎo)致反應(yīng)溶液發(fā)生顏色改變的程度反比于樣本中ag⁺濃度。因此，通過(guò)肉眼觀察反應(yīng)溶液的顏色變化即可實(shí)現(xiàn)ag⁺的簡(jiǎn)單高靈敏定性或半定量檢測(cè)。若借助紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)則可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)金屬離子分析物的準(zhǔn)確定量檢測(cè)。

具體步驟為：

步驟一，將ag⁺樣本溶液與鄰苯二胺溶液混合，鄰苯二胺被ag⁺氧化為2,3-二氨基吩嗪，同時(shí)ag⁺自身被還原生成納米銀顆粒，而該納米銀顆粒能夠進(jìn)一步催化鄰苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪，制得反應(yīng)溶液。

步驟二，向步驟一制得的反應(yīng)溶液中加入表面呈負(fù)電荷性質(zhì)的金納米顆粒紅色溶液，制得混合溶液，混合溶液中剩余的鄰苯二胺將介導(dǎo)表面呈負(fù)電荷性質(zhì)的金納米顆粒凝集，金納米顆粒的凝集程度與樣本溶液中ag⁺的濃度呈反比，肉眼觀測(cè)該混合溶液的顏色變化進(jìn)行定性或半定量分析，或使用光度計(jì)進(jìn)行定量分析，即實(shí)現(xiàn)ag⁺比色檢測(cè)。

所述表面呈負(fù)電荷性質(zhì)的金納米顆粒通過(guò)以下任意一種方式獲得：金納米顆粒在原位合成中表面吸附了還原劑的陰離子或者金納米顆粒合成完成后被進(jìn)一步修飾上可電離呈負(fù)電荷性質(zhì)的分子。

所述光度計(jì)為臺(tái)式光度計(jì)和便攜式光度計(jì)中的一種。

與現(xiàn)有的ag⁺檢測(cè)方法相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1）整個(gè)ag⁺分析過(guò)程中的操作極為簡(jiǎn)單，未經(jīng)專業(yè)技能培訓(xùn)的操作人員也能開(kāi)展實(shí)驗(yàn)；2）通過(guò)協(xié)同鄰苯二胺有效介導(dǎo)金納米顆粒凝集反應(yīng)和ag⁺高效、特異氧化鄰苯二胺為2,3-二氨基吩嗪，同時(shí)金屬離子自身被還原生成納米銀顆粒，而該納米銀顆粒能夠進(jìn)一步催化鄰苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪，顯著提高方法的檢測(cè)靈敏度；3）僅需肉眼觀測(cè)溶液顏色的改變，即可實(shí)現(xiàn)ag⁺的高靈敏定性或半定量分析，或可通過(guò)借助便攜式光度計(jì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)分析物的準(zhǔn)確定量檢測(cè)，在極大降低分析成本的同時(shí)還能用于ag⁺樣本的現(xiàn)場(chǎng)分析和即時(shí)檢測(cè)；4）本發(fā)明能夠直接推廣應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全等諸多領(lǐng)域里各類型樣本中ag⁺分析物的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、快速、超靈敏、特異的定性與定量檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2中基于分析物催化納米顆粒合成反應(yīng)的ag⁺比色檢測(cè)方法的原理示意圖。

圖中標(biāo)記：1-1—無(wú)色超純水；1-2—鄰苯二胺；2—檢測(cè)試管；3-1—超純水；3-2—ag⁺；4—2,3-二氨基吩嗪；5—納米銀顆粒；6-1—紅色溶液；6-2—金納米顆粒；7—肉眼；8—便攜式分光光度計(jì)。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中使用基于分析物催化納米顆粒合成反應(yīng)的ag⁺比色檢測(cè)方法分別檢測(cè)（a）10μmag⁺樣本溶液與（b）空白樣（超純水）所得比色結(jié)果的比較。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中使用基于分析物催化納米顆粒合成反應(yīng)的ag⁺比色檢測(cè)方法分析一系列含有不同濃度ag⁺的樣本溶液時(shí)在700nm處的吸收強(qiáng)度值（a700）與ag⁺濃度的log值（logcag+）之間的工作曲線。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此而限制本發(fā)明。

實(shí)施例1:

使用基于分析物催化納米顆粒合成反應(yīng)的簡(jiǎn)單高靈敏ag⁺比色檢測(cè)方法分別檢測(cè)10μmag⁺樣本溶液與空白樣（超純水）。

如圖1所示，本實(shí)施例的具體步驟為：步驟一，在1個(gè)1.5ml的塑料檢測(cè)試管中加入250μl2μm的鄰苯二胺溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制），隨后往該溶液中滴加250μl10μmag⁺樣本溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制的硝酸銀溶液），并搖動(dòng)試管使兩種溶液混合均勻后置于50℃下反應(yīng)60min，制得反應(yīng)溶液；步驟二，在上述反應(yīng)溶液中繼續(xù)加入500μl紅色金納米顆粒溶液（粒徑約15nm，由檸檬酸鈉還原氯金酸制得，且制備好的金納米顆粒表面因吸附了檸檬酸根陰離子而呈負(fù)電荷性），并搖動(dòng)試管使溶液混合均勻，5min后，肉眼觀測(cè)溶液的顏色變化。

根據(jù)相同的步驟，分析空白樣，即超純水（電阻率為18.2mω·cm），并肉眼觀測(cè)溶液的顏色變化。從圖2可以看出，檢測(cè)空白樣得到的是藍(lán)色溶液，而檢測(cè)10μmag⁺分析物所得的是紅色溶液。這是因?yàn)闄z測(cè)空白樣時(shí)，鄰苯二胺在其水溶液中電離后呈正電荷性，可以通過(guò)介導(dǎo)表面帶負(fù)電荷的金納米顆粒發(fā)生凝集，導(dǎo)致反應(yīng)溶液產(chǎn)生由紅變藍(lán)的顏色變化。而當(dāng)樣本中存在ag⁺時(shí)，ag⁺可以高效、特異地氧化鄰苯二胺為2,3-二氨基吩嗪，同時(shí)金屬離子自身被還原生成納米銀顆粒，而該納米顆?？蛇M(jìn)一步催化鄰苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪。由于該產(chǎn)物不能導(dǎo)致金納米顆粒發(fā)生凝集，整個(gè)反應(yīng)溶液依然保持金納米顆粒溶液的原始紅色。圖2中的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的簡(jiǎn)單超靈敏的ag⁺比色檢測(cè)方法切實(shí)可行。

實(shí)施例2:

使用基于分析物催化納米顆粒合成反應(yīng)的簡(jiǎn)單高靈敏ag⁺比色檢測(cè)方法分析濃度范圍為9.7nm~5μm的ag⁺樣本溶液。具體實(shí)施過(guò)程如下：

如圖1所示，本實(shí)施例中每個(gè)ag⁺樣本溶液分析的具體步驟為：步驟一，在1個(gè)1.5ml的塑料檢測(cè)試管中加入250μl2μm的鄰苯二胺溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制），隨后往該溶液中滴加250μl某一濃度ag⁺樣本溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制的硝酸銀溶液），并搖動(dòng)試管使兩種溶液混合均勻后置于50℃下反應(yīng)60min，制得反應(yīng)溶液；步驟二，在上述反應(yīng)溶液中繼續(xù)加入500μl紅色金納米顆粒溶液（粒徑約15nm，由檸檬酸鈉還原氯金酸制得，且制備好的金納米顆粒表面因吸附了檸檬酸根陰離子而呈負(fù)電荷性），并搖動(dòng)試管使溶液混合均勻，5min后，肉眼觀測(cè)溶液的顏色變化，并使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)量測(cè)該溶液在700nm處的吸收強(qiáng)度值（a700）。將所有樣本的a700值對(duì)ag⁺濃度的log值（logcag+）作圖（圖3），即完成ag⁺的定量測(cè)定。

由圖3可知，隨著ag⁺濃度的增加，相應(yīng)的a700值逐漸減少。這是因?yàn)椋?dāng)樣本中ag⁺濃度較大時(shí)，分析物可以高效、特異地氧化鄰苯二胺為2,3-二氨基吩嗪，同時(shí)金屬離子自身被還原生成納米銀顆粒，而該納米顆?？蛇M(jìn)一步催化鄰苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪。此時(shí)，剩余的鄰苯二胺分子不足以通過(guò)靜電作用介導(dǎo)金納米顆粒發(fā)生凝集，含有較多自由分散的金納米顆粒的相應(yīng)混合溶液在700nm處的吸收強(qiáng)度值，即a700值較小。此外，圖3顯示，新方法量測(cè)所有ag⁺樣本所得a700值與ag⁺濃度的log值（logcag+）在兩個(gè)濃度范圍（即9.7~165nm和0.16~5μm）內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。