[发明专利]金核银壳纳米探针的制备方法及其在氰根离子比色检测中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种金核银壳纳米探针，尤其是涉及一种适用于氰根离子比色检测的金核银壳纳米探针。

背景技术

氰化物是最致命的有毒物之一，因为它可以与细胞色素氧化酶的Fe³⁺结合，生成氰化高铁细胞色素氧化酶，使细胞丧失传递电子的能力，最终窒息死亡。尽管氰化物有剧毒，它仍然在诸如冶炼金属、电镀及有机聚合物合成等工业领域有着广泛的应用。氰化物的广泛应用导致其不可避免地在环境中超标排放，增加了地表水及地下水受污染的风险。由于氰化物的剧毒性，世界卫生组织对饮用水中的氰根含量做了严格的规定，规定其在饮用水中的最高允许存在浓度为1.9μM。因此建立一种能够实时、快速地检测水中氰根离子含量的分析方法对保障人们身体健康具有十分重要意义。

传统的检测氰根离子的方法有气相色谱法、电化学法和荧光法。虽然这些方法检测灵敏度高、重现性好，但是操作较为繁琐且需要昂贵的大型仪器和专业的操作人员，难以实现水中氰根离子的实时、快速检测。目视比色法是实现氰根实时、快速检测的一种重要手段。现有的氰根比色法主要是利用氰根与具有共轭体系和发光基团的有机受体发生亲核反应，使有机受体的共轭体系发生变化，进而产生肉眼可以观测的颜色变化(M.Tomasulo and F.M.Raymo,Org.Lett.,2005,7,4633；D.Cho,J.H.Kim and J.L.Sessler,J.Am.Chem.Soc.2008,130,12163；X.Cheng,Y.Zhou,J.Qin and Z.Li,Acs Appl.Mater.Interfaces2012,4,2133；S.Madhu,S.K.Basu,S.Jadhav and M.Ravikanth,Analyst2013,138,299.)。这些方法一般较为灵敏，但是难以直接应用于水中氰根的检测，因为亲核反应一般需要在有机溶剂的环境中进行。不仅如此，其它亲核能力较强的阴离子如F^-和AcO^-对检测体系会造成干扰。此外，反应时间长、有机受体的合成复杂等不足也削弱了这些方法的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的氰根比色检测方法所存在的水兼容性差、反应时间长、有机受体合成复杂、特异性低等不足，提供一种具有合成简便、反应灵敏、特异性高等优点的适用于环境水样中氰根离子比色检测的金核银壳纳米探针及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述金核银壳纳米探针在氰根离子比色检测中的应用。

所述金核银壳纳米探针是具有核-壳结构的球形纳米粒子，金为核，直径为11～14nm；银为壳，厚度为1.3～7.4nm，稳定剂为吸附在银壳表面的柠檬酸根离子。

所述金核银壳纳米探针的粒径为13.6～28.8nm。

所述金核银壳纳米探针的制备方法，包括以下步骤：

1)制备金纳米粒子溶液：将HAuCl₄溶解在水中，配成HAuCl₄溶液，加热至沸腾得溶液A；另将柠檬酸钠溶解在水中，加热至沸腾得溶液B；再将溶液A和溶液B混合，加热后溶液由浅黄色变为酒红色，冷却至室温，即得金纳米粒子溶液；

2)制备金核银壳纳米探针：将步骤1)得到的金纳米粒子溶液加入水，再依次加入银氨溶液和甲醛，反应后，溶液变为黄色，即得金核银壳纳米探针。

在步骤1)中，所述HAuCl₄、水的配比可为0.41mg∶100mL，所述HAuCl₄、柠檬酸钠的配比可为0.41mg∶114mg，所述柠檬酸钠、水的配比可为114mg∶10mL，其中，HAuCl₄、柠檬酸钠以质量计算，水以体积计算；所述水可采用超纯水；所述加热的时间可为15min，所得金纳米粒子为直径11～14nm的金纳米粒子。

在步骤2)中，所述金纳米粒子溶液、水、银氨溶液、甲醛按体积比可为(200～400)∶(444～644)∶(40～80)∶(60～120)；所述水可采用超纯水；所述银氨溶液可采用摩尔浓度为0.024～0.048M的银氨溶液；所述甲醛可采用摩尔浓度为0.01～0.05M的甲醛；所述反应的时间可为20～40min；所制得的金核银壳纳米探针的粒径为13.6～28.8nm。

所述金核银壳纳米探针可在氰根离子比色检测中应用。应用的方法如下：