[發明專利]基于溶出伏安的多種重金屬離子納米光學檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201610115180.7
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105651739B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 劉清君;李楠濤;張迪鳴;盧妍利;張倩
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59;G01N21/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種基于溶出伏安的多種重金屬離子納米光學檢測裝置及方法。該裝置包括進樣系統、電化學檢測系統和光學檢測系統。通過檢測在電化學反應過程中納米杯陣列傳感器的透射率變化，可以實現多種重金屬的同時檢測。本發明以鉛離子、銅離子、鋅離子作為檢測對象，首先建立了三種重金屬離子標準樣液的標準濃度?透射率變化曲線，以確定三種重金屬離子的標準響應曲線，然后檢測未知濃度的三種重金屬離子混合溶液在溶出過程中所產生的透射率變化，將其帶入標準響應曲線即可獲得不同離子的濃度。本發明克服了現有光電耦合離子檢測方法的不足，能夠同時對多種離子進行檢測區分，并且具有高靈敏度、穩定性高、抗干擾能力強等特點。

技術領域

本發明涉及一種基于納米杯陣列器件的離子檢測技術，尤其涉及一種基于溶出伏安法能夠對多種重金屬離子同時檢測的局部等離子共振檢測裝置與方法。

背景技術

在農業中，如果土壤重金屬離子的量大于生態系統的承受范圍，則土壤的成分以及性質將發生變異，從而降低農作物的產量和質量；另外，在環境水體中，過量的重金屬離子往往會對人體造成嚴重的損害，其中包括神經系統紊亂以及新陳代謝受損等。因此，人們需要對環境中的重金屬離子含量進行快速有效的監測。目前，對重金屬離子的監測一般依靠實驗室儀器進行，例如傳統的電化學檢測方法。電化學檢測方法利用重金屬離子的電化學反應特性，可以對溶液中的重金屬離子進行高效而且靈敏的檢測。這種監測方法雖然有效可靠，但是因為檢測周期往往較長，不能適用于現場實時監測以及快速檢測。針對于此，納米光學檢測技術開始受到人們的關注并漸漸開始應用于實時監測領域中。納米光學檢測技術通過利用檢測元件表面的周期性納米級別結構所引起等離子共振現象，實現對不同種類的離子進行快速簡便的檢測，相比較傳統方法而言具有較大應用前景。然而納米光學檢測技術要求被檢測物質需要和納米結構表面有較大程度的接觸或反應，以引起足夠明顯的等離子共振現象，因此不少納米光學檢測器件為了增強信號強度而對器件表面進行額外修飾或者標記以增強其選擇性與靈敏度，在一定程度上增加了器件的復雜度以及穩定性，很難實現對于多種重金屬離子的同時檢測。本發明通過結合電化學檢測方法以及納米光學檢測方法，在保證器件的高靈敏度及選擇性的前提下，避免了對納米結構表面的額外修飾，從而增加了器件的穩定性以及可重復使用性。相比于傳統的電化學檢測方法而言，該發明減弱了對檢測溶液環境的嚴格要求，可應用于高度集成化的檢測設備。相比較同類型的光電耦合檢測技術，本發明可以實現多種混合重金屬離子的同時檢測，具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供了一種基于溶出伏安的多種重金屬離子納米光學檢測裝置及方法。