[發明專利]一種利用γ-聚谷氨酸穩定的四氧化三鐵納米顆粒檢測三價鉻離子的方法

有效

• 申請號: 201410542541.7
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104297279A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 史向陽;于智博;朱建志
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于重金屬離子的檢測領域，特別涉及一種利用γ-聚谷氨酸穩定的四氧化三鐵納米顆粒檢測三價鉻離子的方法。

背景技術

鉻是一種生活中常見的化學元素，在地球上的分布極為廣泛。鉻元素常見化合物主要是+3、+6價，它在調節植物生長、保證人類健康、促進工業發展等方面具有極其重要的作用。在植物生長方面，微量的鉻可以有效提高植物體內的酶活性，增強植物的光合作用，增加植物對疾病的抵抗力和提高作物的產量。在人類健康方面，微量的三價鉻對于維持人體的生理健康有著重要的作用。首先，鉻可以調節糖代謝，是葡萄糖耐量因子的重要組成部分，一定程度上可以預防糖尿?。黄浯危t可以抑制突變，有一定的防癌作用；再者，鉻具有調節脂質代謝的作用，可以降低甘油三酯和膽固醇的含量。在工業上，鉻是工業生產過程中所必不可缺的，如鍍層、顏料、皮革制造、木材防腐劑等，其中三價鉻廣泛用于金屬材料、金屬材料加工、金屬材料熱處理等行業，三價鉻含量對鍍鉻層的質量至關重要。目前，我國地表水中三價鉻的含量為0.5mg/L，該含量已經可以滿足日常鉻元素的需求，過量的鉻就會對人體造成危害。隨著人們生活水平的提高，對于裝飾建材的大量使用，越來越多的鉻暴露在環境中，這無疑是對環境的一種負擔，同時對人體的健康也是一種不可忽視的潛在危害。因此一種方便、快速檢測鉻的方法對環境的保護與監測都尤為重要。研究一種具有良好特異性、靈敏性、快速、方便檢測且綠色無污染的測量三價鉻的方法對于防止鉻污染尤為重要。

傳統的三價鉻離子的檢測主要是借助于大型儀器，多數使用原子吸收光譜法、伏安法、表面等離子體場增強的共振光散射以及最近備受關注的比色檢測法等，雖然這些方法可以檢測到三價鉻離子，但是由于或體積笨重或精度低，因此很難實現高精度低成本實時檢測。比如常見的二苯碳酰二肼分光光度法具有設備簡單、檢測限低、精密的優勢而被廣泛使用，但是該法的使用中需要加熱來煮沸消解，易引起爆沸，煮沸水樣剩余體積難把握，從而影響檢測的準確性和精密性。硫酸亞鐵銨滴定法雖然可以用來測定三價鉻離子，但是樣品中含有的釩可對體系產生較大影響，限制了此種方法的使用。電感耦合等離子體發射光譜法是利用電感耦合等離子炬為激發光源的一類光譜分析方法，已在常規分析中被廣泛的使用，具有精密度高、分析速度快等優點，但是測試樣品需要消解，而且需要借助于大型儀器，并不利于實時檢測。

四氧化三鐵納米顆粒由于其具有很好的生物相容性與磁學性能，具有廣闊的應用前景。特別在核磁共振成像(MRI)方面，四氧化三鐵納米顆粒具有較高的r₂弛豫率，具有很好的磁共振成像性能。本課題組前期的工作表明，通過溫和還原法制備的四氧化三鐵納米顆粒尺寸較小，粒徑均勻，并且表現出極高的r₂弛豫率(沈明武，李靜超，胡勇，孫文杰，史向陽。一種葉酸修飾的超順磁氧化鐵納米顆粒的制備方法。中國發明專利，申請號：201410182821.1，申請日期：2014-4-30)。

研究表明，超順磁性四氧化三鐵納米顆粒的T₂弛豫時間和四氧化三鐵納米顆粒的聚集狀態有關。通過對四氧化三鐵納米顆粒表面進行修飾，當納米顆粒在與特定的重金屬離子混合后，四氧化三鐵顆粒表面的修飾物會與重金屬產生螯合作用，進而使納米顆粒相互聚集，使T₂弛豫時間發生變化。已經有文獻報道可以利用四氧化三鐵納米顆粒在溶液中的聚集性能隨其T₂的變化作為定量測試Hg(II)濃度的依據(Yang?H,Tian?Z,Wang?J,et?al.A?magnetic?resonance?imaging?nanosensor?for?Hg(II)based?on?thymidine-functionalized?supermagnetic?iron?oxide?nanoparticles.Sensors?and?Actuators?B:Chemical,2012,161(1):429-433.)。

已經有專利報道聚谷氨酸可以有效的螯合Cr³⁺，使聚谷氨酸穩定的納米金顆粒的聚集狀態發生明顯的改變，從而用于Cr³⁺的比色法定量檢測(史向陽，袁欣。利用γ-聚谷氨酸穩定的金納米顆粒檢測三價鉻離子的方法。中國發明專利，申請號：201310410725.3，申請日期：2013-09-10)。

發明內容