圖3給出本發(fā)明所述金納米-硫脲比色檢測Hg2+的原理示意圖。單分散的金納米 溶液呈現(xiàn)紅色，當(dāng)與硫脲混合后，硫脲能夠誘導(dǎo)金納米發(fā)生團聚，溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色。當(dāng) 金納米-硫脲體系暴露在Hg2+的環(huán)境中，由于硫脲與Hg 2+的絡(luò)合能力遠(yuǎn)高于硫脲使金納米 粒子團聚的能力，在Hg2+和金納米粒子同時存在的情況下，硫脲優(yōu)先與Hg2+絡(luò)合，使硫脲遠(yuǎn) 離金納米表面，導(dǎo)致金納米逐漸分散。隨著Hg2+濃度增大，溶液顏色由團聚時的藍(lán)色逐漸過 渡為分散時的紅色，這一系列顏色變化與Hg2+濃度呈正相關(guān)，可用于Hg 2+濃度的半定量檢 測。
[0028] 圖4給出本發(fā)明所述金納米-硫脲與不同濃度汞離子混合后的透射電鏡圖。如圖 4(a)所示，金納米粒子和硫脲單獨混合后體系呈現(xiàn)團聚狀態(tài)，顏色為藍(lán)色。圖4(b)表示金 納米-硫脲體系暴露在0.7 μΜ Hg2+環(huán)境中，體系呈現(xiàn)部分團聚狀態(tài)，顏色為紫色。圖4(c) 表示金納米-硫脲體系暴露在100 μ M Hg2+環(huán)境中，體系呈現(xiàn)分散狀態(tài)，顏色為紅色。由此 可知，隨著Hg2+濃度的不斷提高，該檢測體系由團聚變?yōu)榉稚?，顏色也由團聚時的藍(lán)色逐漸 過渡為分散時的紅色，符合預(yù)期設(shè)想。
[0029] 以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的性能進(jìn)行詳細(xì)的考察。
[0030] 實施例1 :以下給出本發(fā)明所制備的金納米-硫脲體系對系列濃度Hg2+溶液的檢 測效果。首先配制一系列濃度的Hg2+標(biāo)準(zhǔn)溶液（0~1000 nM)，往比色管中依次加入硫脲溶 液、Hg2+標(biāo)準(zhǔn)溶液和金納米粒子溶液，室溫下反應(yīng)5min后進(jìn)行拍照和掃描紫外-可見光譜。 圖5表明，隨著Hg2+濃度的增加，溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)樽仙詈笞優(yōu)榧t色，根據(jù)顏色變化 即可實現(xiàn)對Hg2+濃度的半定量檢測。圖6表明，隨著Hg 2+濃度提高，520nm處吸光度值逐漸 增大，同時700nm處吸光度值逐漸減小，并且520nm處與700nm處吸光度比值與Hg2+濃度在 O-1000 nM范圍內(nèi)呈很好的線性關(guān)系（圖7)，線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9866,檢測限為40nM，說 明本方法可用于Hg2+的定量檢測。
[0031] 實施例2 :以下給出本發(fā)明所述檢測液實施例檢測不同濃度Hg2+的響應(yīng)時間曲線。 配制不同濃度的Hg2+溶液，首先加入硫脲溶液，其次加入系列濃度的Hg 2+，最后加入金納米 粒子溶液，在室溫下采用分光光度計監(jiān)測520nm處與700nm處吸光度比值與反應(yīng)時間的關(guān) 系曲線。由圖8所示，當(dāng)金納米溶膠暴露于Hg2+環(huán)境中，520nm處與700nm處吸光度比值在 3min內(nèi)顯著提高，隨后趨于平衡，說明利用本發(fā)明所述檢測液檢測Hg2+具有響應(yīng)速度快、反 應(yīng)時間短的優(yōu)點。
[0032] 實施例3 :以下給出本發(fā)明所述檢測液實施例對Hg2+與其它類型的15種常見陽離 子和14種常見陰離子的響應(yīng)效果比較。圖9表明，即使其它陽離子濃度是Hg2+濃度的50 倍，本發(fā)明所述檢測液對Hg2+的響應(yīng)信號仍然是其它15種陽離子的6~9. 1倍。同理，圖 10表明，在其它陰離子濃度是Hg2+濃度50倍的情況下，其響應(yīng)信號僅為Hg 2+的11. 7%~ 12. 8%，說明本方法對Hg2+具有很高的特異性。
[0033] 實施例4 :以下給出本發(fā)明所述檢測液實施例檢測飲用水和河水。為了驗證本方 法在實際樣品中Hg2+檢測的可行性，將其應(yīng)用于飲用水和河水兩種水樣中Hg2+含量的檢測。 實驗結(jié)果表明，兩種水樣均未檢測出Hg2+。往水樣中加入一定濃度的Hg2+，做加標(biāo)回收測試， 飲用水中加標(biāo)濃度分別為IOOnM和ΙΟΟΟηΜ，河水中加標(biāo)濃度分別為200nM和ΙΟΟΟηΜ。如表 1所示，兩種水樣的加標(biāo)回收率介于98. 3%~120%之間，說明建立的方法能滿足實際水樣 中Hg2+的檢測要求。
[0034] 表1方法對不同濃度Hg2+的實際水樣加標(biāo)回收測試
[0035]
[0036] 本發(fā)明利用Hg2+和硫脲具有高的配合能力的特點，結(jié)合金納米的高摩爾吸光系數(shù) 和尺寸相關(guān)的等離子體共振吸收性質(zhì)，設(shè)計了一種適用于環(huán)境水樣中Hg2+濃度的比色檢測 方法，該方法具有反應(yīng)速度快、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1. 一種基于金納米-硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 制備金納米溶膠：將HAuCl4溶解在水中，配成HAuCl 4溶液，加熱至沸騰得溶液A ;另 將檸檬酸鈉溶解在水中，加熱至沸騰得溶液B ;再將溶液A和溶液B混合，加熱后溶液由淺 黃色變?yōu)榫萍t色，冷卻至室溫，即得金納米溶膠； 2) 金納米粒子-硫脲檢測Hg2+: (1) 在硫脲溶液中加入水，再加入已知濃度的Hg2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，最后加入步驟1)中制得 的金納米溶膠，反應(yīng)后，用數(shù)碼相機拍攝混合溶液的顏色，制作標(biāo)準(zhǔn)比色卡；同時，利用分光 光度計掃描上述混合溶液的紫外-可見光譜，以520nm和700nm波長處的吸光度比值為縱 坐標(biāo)，Hg 2+的濃度為橫坐標(biāo)，繪制工作曲線，得到一元一次方程； (2) 在硫脲溶液中加入水，再加入Hg2+污染環(huán)境水樣，最后加入步驟1)中制得的金納 米溶膠，反應(yīng)后，用數(shù)碼相機拍攝溶液顏色，將該照片顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比，即可對水樣 中的Hg 2+含量進(jìn)行半定量檢測；同時，掃描混合溶液的紫外-可見光譜，以520nm和700nm 波長處的吸光度比值為縱坐標(biāo)，代入一元一次方程，即可求得水樣中Hg 2+的濃度。2. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米_硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于在步 驟1)中，所述HAuCl4和水的配比為0.41mg : lOOmL，所述HAuCl4和檸檬酸鈉的配比為 0. 41mg : 114mg，所述檸檬酸鈉、水的配比為114mg : 10mL，其中，HAuCl4、檸檬酸鈉以質(zhì)量 計算，水以體積計算。3. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米-硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于在步驟 1) 中，所述水采用超純水。4. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米-硫脲的Hg2+比色檢測方法，其特征在于 在步驟1)中，所述加熱的時間為15min，所得金納米溶膠中的金納米粒子的直徑可為 13. I ± L 6nm〇5. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米-硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于在步驟 2) 第（1)部分中，所述硫脲溶液、水、已知濃度的Hg2+標(biāo)準(zhǔn)溶液、步驟1)中制得的金納米溶 膠的體積比為I : 7 : 1 : 2。6. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米-硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于在步驟 2)第（1)部分中，所述硫脲溶液的摩爾濃度為26 yM。7. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米-硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于在步驟 2)第（2)部分中，所述硫脲溶液、水、Hg2+污染環(huán)境水樣、步驟1)中制得的金納米溶膠的體 積比為I : 7 : 1 : 2。8. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米-硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于在步驟 2)第（2)部分中，所述硫脲溶液的摩爾濃度為26 yM。9. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米-硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于在步驟 2)第（1)和（2)部分中，所述水采用超純水。10. 如權(quán)利要求1所述一種基于金納米-硫脲的Hg 2+比色檢測方法，其特征在于在步 驟2)第⑴和⑵部分中，所述反應(yīng)的時間為5~lOmin。
【專利摘要】一種基于金納米-硫脲的Hg2+比色檢測方法，涉及Hg2+檢測。1)制備金納米溶膠；2)金納米粒子-硫脲檢測Hg2+：(1)在硫脲溶液中加入水、已知濃度的Hg2+標(biāo)準(zhǔn)溶液、金納米溶膠，反應(yīng)后拍攝混合溶液的顏色，制作標(biāo)準(zhǔn)比色卡；掃描混合溶液紫外-可見光譜，以520和700nm波長處吸光度比值為縱坐標(biāo)，Hg2+濃度為橫坐標(biāo)，得方程；(2)在硫脲溶液中加入水、Hg2+污染環(huán)境水樣、金納米溶膠，反應(yīng)后拍攝溶液顏色，將該照片顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比，即可對水樣中的Hg2+含量進(jìn)行半定量檢測；掃描混合溶液紫外-可見光譜，以520和700nm波長處吸光度比值為縱坐標(biāo)，代入方程，即求得水樣中Hg2+的濃度。
【IPC分類】G01N21/78, G01N21/552
【公開號】CN105044092
【申請?zhí)枴緾N201510358702
【發(fā)明人】曾景斌, 王倩茹, 李毅然, 李敏, 溫聰穎, 劉榮升, 種法運
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月25日