[发明专利]一种铜离子可视化快速检测方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学领域，涉及一种铜离子可视化快速检测方法，具体涉及一种基于磷脂酰丝氨酸（DOPS）脂质体修饰的纳米金可视化快速检测铜离子的方法。

背景技术

铜作为一种有色过渡金属广泛应用在工业和农业的生产过程。但是由于过度的开发和利用，导致了环境特别是水环境中铜离子的严重污染。例如高浓度的铜经常被非法添加到猪和家禽饲料中,以促进其生长，高铜猪粪作为有机肥料在菜田上使用，从而通过食物链积累在人体肝脏中。虽然铜离子是人体必须元素之一，但是铜作为重金属元素具有很强的毒性。过量的铜摄入会对人体产生伤害。比如，铜(II)是一种潜在的诱变剂，高剂量的铜(II)离子可能导致哺乳动物细胞染色体的断裂和纺锤体干扰。威尔逊氏及门克斯病也是两种与铜代谢紊乱密切相关的人类遗传性疾病，因此对环境和人体中的铜离子进行快速检测具有重要意义。中华人民共和国地表水环境质量标准（GB 3838-2002）规定铜离子检测标准为0.01(I类)-1.0（II-V类）mg/L。

传统上，铜离子检测方法主要是仪器分析，例如原子吸收分光光度法、质谱法、中子活化分析法、原子发射光谱法、指示生物检测法、电化学检测法等。这些方法需要用到大型仪器，耗时且无法用于现场的快速检测，无法慢速现在社会发展需要。相比于上述传统方法，比色法具有快速、便携、成本低且可现场分析等优点。目前报道较多的通过比色法对铜离子检测的方法主要是通过有机聚合物与铜离子络合显色或通过纳米金聚沉颜色变化。如专利 GN 102863725A 合成了一种检测铜离子的显色探针P(NVP-GMA-g-H), 并在此基础上合成了凝胶探针P(NVP-co-Bis-(GMA-g-H))，但是由于有机聚合物合成较为复杂，分离提纯过程困难，限制了其在铜离子检测中的应用。Qu Xiaogang 课题组报道了一种基于Cu⁺离子催化点击化学反应方法，将碳纳米管结合到磁性二氧化硅纳米颗粒上，通过碳纳米管催化底物TMB显色间接测定Cu²⁺离子的浓度。同样使用电击化学的方法，Jiang Xingyu课题组发展了一种基于纳米金的检测Cu²⁺的方法。将叠氮化合物与三炔基化合物分别通过金巯键连接在纳米金的表面，用抗坏血酸钠将Cu²⁺还原为Cu⁺，在Cu⁺的催化下，叠氮化合物与三炔基化合物发生环加成反应，促使分散的纳米金稳定的结合在一起，通过纳米金颜色的变化检测铜离子。此方法快速、稳定、选择性好、检测限在20μM。这些点击化学反应是采用 Cu(I) 配合物催化，此类催化剂要求去除氧气，以免被氧化而失效，因此限制了点击化学在铜离子现场检测的应用。同时，上述快速检测方法还存在着抗基体干扰能力较低，无法用于实际样品检测等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于磷脂酰丝氨酸（DOPS）脂质体修饰的纳米金可视化快速检测铜离子的方法，具有快速、简单、灵敏、可视化、高特异性、强抗基体干扰和低成本等特点，可用于各种水样品中铜离子的快速可视化检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

将磷脂酰丝氨酸（DOPS）组装在纳米金表面，利用两个DOPS结合一个Cu²⁺离子的作用减小相邻的纳米金颗粒间距，使纳米金发生聚集产生颜色变化，从而达到对Cu²⁺离子浓度的可视化快速检测。

采用双层膜法把DOPS脂质体可控组装在纳米金表面，制备DOPS脂质体修饰的纳米金溶液。

所述的DOPS脂质体修饰的纳米金溶液的制备方法包括以下步骤：

（1）采用种子生长法合成溴化十六烷基三甲铵（CTAB）双层膜修饰的纳米金溶液

将1wt.% HAuCl₄稀释至2mM，取18.75μL 2mM HAuCl₄，加入66μL二次水，加入56.4μL 0.2M CTAB，加入9μL 0.1M NaBH₄，混匀放置2小时，即得晶种；取5mL 2mM HAuCl₄，加入35.5 mL 二次水，加入4mL 0.2M CTAB，混匀；加入3mL 0.1M抗坏血酸，再加入2.5mL稀释40倍的晶种，混匀，25℃水浴24小时，即得CTAB双层膜修饰的纳米金溶液50mL；

（2）采用双层膜法制备DOPS脂质体修饰的纳米金溶液