[發明專利]檢測汞離子用納米銀探針的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410125811.4
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103884669A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 陳桂秋;郭志;曾光明;陳安偉;晏銘;牛秋雅;劉靈芝;張企華
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明屬于汞離子檢測領域，具體涉及一種檢測汞離子用納米銀探針的制備方法及其應用。

背景技術

汞是人體非必需元素，在低濃度時就會對人類健康產生危害，導致腦部和中樞神經系統損傷及肝、腎、胃腸道的功能衰退。目前，環境水樣中Hg²⁺的測定方法主要有電感耦合等離子體質譜法、冷原子吸收光譜法、表面增強拉曼散射法和電化學法等，然而這些方法都有其缺點，如設備昂貴、方法復雜、穩定性差、耗時、靈敏度不高、選擇性一般等。因此，尋求方便、簡單、超靈敏、高特異性的汞離子分析方法具有重要的意義。

貴金屬納米粒子，特別是銀納米粒子具有獨特的光學性質，如摩爾吸光系數大、表面等離子光譜與納米粒子間的距離具有相關性等，因此受到了廣泛關注。由貴金屬納米粒子組成的光化學探針，因其對被檢測物具有超靈敏、高特異性的分析識別作用而備受青睞。近年來，已有部分關于汞離子檢測的探針的相關報道，但這些探針的檢測范圍較窄，成本較高，靈敏度也有待進一步提高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種工藝簡單、條件溫和、成本低廉的檢測汞離子用納米銀探針的制備方法及其應用，本發明制備的納米銀探針對汞離子的檢測靈敏度高、選擇性好、吸光系數高。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為一種檢測汞離子用納米銀探針的制備方法，包括以下步驟：將檸檬酸鈉-納米銀溶液于常溫下進行攪拌，所述檸檬酸鈉-納米銀溶液中檸檬酸鈉附著于納米銀上，邊攪拌邊加入吐溫20溶液，得到納米銀探針。

上述的制備方法中，優選的，所述檸檬酸鈉-納米銀溶液中，納米銀的濃度為14.0μg/mL～16.5μg/mL；所述吐溫20溶液中吐溫20的體積濃度為9.0%～13.5%。

上述的制備方法中，優選的，所述檸檬酸鈉-納米銀溶液與所述吐溫20溶液的體積比為250～300∶1。

上述的制備方法中，優選的，所述檸檬酸鈉-納米銀溶液由以下方法制備得到：將檸檬酸鈉溶液與硼氫化鈉溶液在冰浴中混合攪拌均勻，然后加入硝酸銀溶液，按摩爾比計，檸檬酸鈉∶硼氫化鈉∶硝酸銀=2.46～2.95∶1.68～2.10∶1，攪拌1min～5min后，再于常溫下進行攪拌，經洗滌和離心后，得到檸檬酸鈉-納米銀；將檸檬酸鈉-納米銀與水混合，得到檸檬酸鈉-納米銀溶液。

作為一個總的發明構思，本發明還提供了一種上述制備方法制得的納米銀探針在檢測汞離子中的應用，包括以下步驟：將納米銀探針加入氯化鈉溶液中混合均勻，然后向所得混合液中加入待測溶液于常溫下進行反應，反應完成后，測定所得產物溶液的紫外可見吸收光譜，根據檢測前后納米銀探針吸光度的變化定性判斷待測溶液中是否含有汞離子，通過已測定的線性回歸方程計算待測溶液中汞離子的濃度。

上述的應用中，優選的，所述納米銀探針中納米銀的質量與氯化鈉溶液的體積之比為2.5g～3.5g∶1L，所述氯化鈉溶液中氯化鈉的濃度為58.4g/L～58.6g/L。

上述的應用中，優選的，所述反應的時間為60min～80min。

上述的應用中，優選的，所述線性回歸方程為y＝－0.00555x＋2.0369，R²為0.99699，其中，y為所述產物溶液的紫外可見吸收光譜中400nm處的吸光度，x為所述待測溶液中汞離子的濃度，單位為nM。

上述的應用中，優選的，所述線性回歸方程中汞離子的檢測范圍為5.0×10^-10mol/L～1.2×10^-7mol/L。

本發明中，吐溫20溶液的溶劑為水；氯化鈉溶液作為緩沖溶液，起緩沖作用；常溫均指22℃～27℃。

本發明中，檸檬酸鈉-納米銀中納米銀（即銀元素）的質量可通過原子吸收光譜儀（AAS）檢測得到，納米銀的粒徑可通過透射電鏡和Zeta電位粒徑分析儀檢測得到，納米銀粒徑范圍為5nm～100nm。利用檸檬酸鈉-納米銀檢測汞離子時，由于汞離子為微量，而檸檬酸鈉是大量附著于納米銀上，在本發明提供的納米銀濃度（檸檬酸鈉-納米銀溶液中）范圍內，附著的檸檬酸鈉足以還原所有汞離子。

本發明的檢測原理如下：

在溶液中，當汞離子與納米銀探針混合后，在檸檬酸根的還原作用下，納米銀與被還原生成的單質汞結合形成銀汞齊，導致吐溫20從納米銀表面分開，銀汞齊由于不穩定發生沉淀，引起表面等離子體共振吸收峰強度（即吸光度）的降低。等離子體共振吸收峰強度值與加入的汞離子濃度呈線性關系，因此可以根據光譜信號檢測汞離子。