[發明專利]一種基于新型金納米顆粒檢測Hg2+的方法

在審

• 申請號: 201810207327.4
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108519358A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 董凱龍;張三軍;潘海峰;陳縉泉;徐建華
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 上海遠同律師事務所 31307
• 代理人: 丁利華

本發明提供了一種基于以聚乙烯吡咯烷酮為模板合成具有金屬增強熒光特性的新型金納米顆粒來靈敏檢測Hg²⁺的方法，包括如下步驟：a)一鍋法合成熒光金納米顆粒，其中使用聚合物即聚乙烯吡咯烷酮作為封端劑和熒光劑，使用抗壞血酸為還原劑；b)在合成的所述金納米顆粒的溶液中引入汞離子Hg²⁺；以及c)所述金納米顆粒的熒光淬滅，從而檢測出Hg²⁺。本發明利用了一鍋法合成熒光金納米顆粒，合成方法非常的簡單易行，得到的產物的熒光非常強。本發明的金納米顆粒對重金屬汞離子的響應非常的靈敏，特異性極佳。并且，本發明的金納米顆粒對重金屬汞離子的檢測區間較廣，檢測限較低。

技術領域

本發明屬于光學光譜檢測領域，尤其涉及一種基于新型金納米顆粒檢測Hg²⁺的方法，更具體地涉及基于以聚乙烯吡咯烷酮為模板合成的具有金屬增強熒光特性的新型金納米顆粒來靈敏檢測Hg²⁺的探測方法。

背景技術

重金屬的使用導致了廣范圍的環境污染，近年來越來越嚴重的問題是對人類健康和生態系統產生的負面影響。因此對環境和生態系統中有毒重金屬離子的檢測是非常必要的，因為這些重金屬離子是不可生物降解的，并且傾向于積累在生物活體中。Hg²⁺離子是一種廣泛分布的重金屬污染物，已經知道其毒性很高。它可以對人體的中樞神經系統，呼吸系統和消化系統，皮膚，血液，腎臟和眼睛產生極大危害。因此，在許多情況下，對汞離子的快速，選擇性和靈敏檢測已成為當務之急。目前已經有許多用于檢測Hg²⁺離子的工具，如光學測試器，光纖，比色法，原子吸收光譜法(AAS)，高效液相色譜法(HPLC)，電感耦合等離子體質譜法(ICPMS)和電化學方法等等。然而，這些儀器中的許多儀器費用相當高昂，而且技術復雜且非常耗時。因此，開發克服傳統分析方法局限性的簡單方法仍然是一個巨大的挑戰。在這種情況下，熒光納米探針顯現出具有誘人的優點，如低成本，快速響應，高靈敏度和強實用性。

最近，金屬納米顆粒因其獨特的催化性能，光電特性和非常有前景的光學傳感應用而備受關注。尤其是金納米顆粒(Au NPs)在金屬納米顆粒中具有很大的優勢，因為它們具有優異的穩定性，可靠性和靈敏度。這些性質使它們對于設計比色傳感器或開發用于生物學和催化的有前景的應用方面具有相當大的吸引力。通常，金納米粒子通過還原含有金的鹽溶液來制備，其由封端劑為模板配體，還原劑進行還原。最近，由不同封端劑如DNA，種酶和共軛聚合物為配體合成的金納米粒子已被應用于汞離子的檢測。特別的是，聚合物被用作合成Au納米顆粒以檢測Hg²⁺的非常有前景的保護劑配體。例如，Sudarsanakumar課題組通過用聚乙烯醇(PVA)封蓋金納米顆粒來制備具有1μM的檢測極限的Hg²⁺的探針傳感器。γ-谷氨酸(PGA)和帶正電的CTAB封端的金納米粒子之間通過靜電自組裝技術合成，然后用不同波長處的吸光度比率(A₇₅₀/A₅₈₀)來定量測定Hg²⁺的濃度，其檢測限可以達到1.9nM。Shen課題組使用鄰苯二胺氧化產物的熒光強度來量化Hg²⁺的濃度，在最優化的情況下，向聚乙二醇(PEG)穩定的Au NPs中加入Hg²⁺會導致在金納米顆粒表面形成Hg-Au合金，這反過來又催化了溶解氧氧化鄰苯二胺，進而測定汞離子的濃度。

但是，所有先前報道的方法并未顯著地降低Hg²⁺的檢測限(LOD)，并且合成納米顆粒的方法以及檢測重金屬汞離子濃度的方法非常復雜和繁瑣。總而言之，現在已有的檢測技術不利于環境中重金屬汞離子的檢測。因此需要尋找非常高效的合成和檢測策略。

發明內容

本發明針對這些已存在的重金屬檢測方法及其存在的問題，提出了一種基于以聚乙烯吡咯烷酮為模板合成具有金屬增強熒光特性的金納米顆粒來靈敏檢測Hg²⁺的探測方法，即利用合成出的金納米顆粒與重金屬汞離子的相互作用造出金納米顆粒熒光的淬滅，來實現汞離子的探測。