[发明专利]一种金纳米粒子的制备方法和其对功夫菊酯的检测的应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米光学领域，通过金纳米特殊光学性质，使巯基乙胺修饰金纳米粒子用做探针，广泛用于在分析检测工作。

背景技术

菊酯类农药，因其具有广谱、低毒、高效和生物降解等的特性而被广泛应用，但是在农作物、土壤、水体中均有残留，而且由于该类农药有一定的蓄积性，部分品种对人有致畸、致突变作用。因此，拟除虫菊酯类农药在环境中的残留以及检测一直是人们比较关注的问题。但现有文献中有关环境样品中拟除虫菊酯残留的检测报道都集中在色谱方法上。色谱技术被认为是最经典、最常用的农药残留检测技术，如气相色谱、液相色谱、气质联用、液质联用等色谱技术，然而色谱技术检测时间长、成本高，操作复杂。因此在现场检测的应用中受到了很大的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有性能优异的表面修饰巯基乙胺的金纳米粒(简称金纳米)，还提供该金纳米的简便可行的制备方法，同时提供该该金纳米用于快速和容易操作的检测功夫菊酯的方法。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的金纳米粒子的制备方法，是以高氯酸金作为金的来源，柠檬酸钠作为稳定剂，蒸馏水作为反应溶剂，巯基乙胺作为配体添加剂，一锅反应制得，具体制备方法是：室温下，在蒸馏水中加入高氯酸金，形成浓度为10^-2mol/L的高氯酸金水溶液，经搅拌1～5分钟后加入柠檬酸钠，然后在搅拌下加入硼氢化钠，继续搅拌0.5～2小时，然后加入浓度为3×10^-5mol/L的巯基乙胺水溶液，得到巯基乙胺修饰的金纳米粒子；各组分重量配比为蒸馏水∶高氯酸金水溶液∶柠檬酸钠∶硼氢化钠∶巯基乙胺水溶液＝1∶(0.008～0.01)∶(0.032～0.04)∶(0.04～0.12)∶(0.005～0.05)。

所述各组分重量配比可以为蒸馏水∶高氯酸金水溶液∶柠檬酸钠∶硼氢化钠∶巯基乙胺水溶液＝1∶0.01∶0.04∶0.12∶0.05。

所制备的金纳米粒子在水中有较好的单分散性，其共振吸收峰位在510～520nm，溶液颜色为酒红色，粒径为5～20nm。

本发明提供的上述金纳米粒子，利用该金纳米粒表面氨基与功夫菊酯中三氟甲基的氢键相互作用，得到功夫菊酯的比色传感器。由于所述的相互作用，可使金纳米粒发生聚集，从而表现出颜色和紫外吸收的变化，故用做检测功夫菊酯的探针。

所述探针在对水溶液中功夫菊酯的检测时采用以下方法：分别取1.50mL巯基乙胺修饰的金纳米粒溶液，加入0.25mL 5×10^-5～10^-8mol/L功夫菊酯，混合均匀，静置一段时间后观察各组混合溶液的颜色变化，进行紫外-可见吸收光谱分析；然后，通过比对，加入功夫菊酯的巯基乙胺修饰的金纳米的颜色发生明显的变化，并且随着功夫菊酯浓度的增加，颜色依次加深，溶液颜色从酒红色变为紫蓝色以致紫黑色，紫外吸收峰发生明显的红移，其比色检测限为4.5×10^-8mol/L～5.5×10^-8mol/L，优选值为5×10^-8mol/L。

所述探针在对于实际湖水中功夫菊酯的检测，先将湖水与碳酸钠混匀后进行加热过滤处理，再按以下方法检测：分别取1.50mL巯基乙胺修饰的金纳米粒溶液，加入0.25mL5×10^-5～10^-8mol/L功夫菊酯，混合均匀，静置一段时间后观察各组混合溶液的颜色变化，进行紫外-可见吸收光谱分析；然后，通过比对，加入功夫菊酯的巯基乙胺修饰的金纳米的颜色发生明显的变化，并且随着功夫菊酯浓度的增加，颜色依次加深，溶液颜色从酒红色变为蓝紫色以致紫黑色，紫外吸收峰发生明显的红移。

实验结果表明，功夫菊酯在湖水中的质量比在不小于0.1mg/L的范围内，均可通过可视性颜色变化或紫外-可见光谱检测出来。

本发明具有以下优点：

(1)制备方法简便可行、工艺条件稳定、重现性好、所用试剂安全易得，通过简单的一锅法一步反应就得到表面功能化的金纳米粒子。

(2)稳定、优良的光学性质：本金纳米单分散性良好，颗粒均匀，并且具有良好的稳定性，存放一个月后，其性能基本没有改变。

(3)抗干扰性好：本金纳米对功夫菊酯类似物及一些常见的阴、阳离子不发生可视性颜色变化和光学变化，从而实现了对功夫菊酯的特定识别和检验。由图2和图3看出，仅有功夫菊酯使本金纳米的紫外吸收峰发生明显的变化，同时使溶液的颜色由酒红色变为紫黑色。