[发明专利]一种对毒死蜱及其水解产物具有可视化检测的罗丹明B修饰金纳米颗粒探针及其制备方法

说明书

本发明属于功能性纳米材料及荧光探针材料技术领域，特别涉及一种对毒死蜱及其水解产物可视化检测的表面功能化金纳米颗粒探针及其制备方法。所述的新型检测探针为单分散的金纳米颗粒与罗丹明B结合产物。该其合成方法简单、检出限低、原料易得、可视化明显，其检测时荧光强度随检测产物浓度成正比，而颜色恢复至橙色，可检测痕量农药残留。荧光及紫外可见吸收研究结果表明其可以作为一种检测农药毒死蜱及其水解产物的新型探针。

技术领域

本发明属于功能性纳米材料及荧光探针材料技术领域，特别涉及一种表面功能化的金纳米颗粒的制备方法。所发明的金纳米颗粒通过与罗丹明B相结合，利用荧光共振能量转移的原理(FRET)出发，能得到荧光增强型的农药荧光探针，可用于检测痕量农药残留。

背景技术

农药是包括多种种类的有机毒性化合物，由于其对昆虫，细菌，野草，线虫等危害农作物的物种具有防御作用而被广泛应用于农业生产中。其中有机磷农药的使用最为广泛，也造成有机磷农药在水资源，土壤以及农作物中的蓄积与残留现象严重，危害环境安全以及人体健康。美国环境保护局(the U.S.Environmental Protection Agency，EPA)已经对各种有机磷农药在环境和农产品中残留量规定严格的限制标准，即最高残留限量(MRL)。农药的高毒性源于它可以抑制乙酰胆碱酯酶的活性，某些农药即使很小的剂量，也会对健康造成极大的危害，临床上农药中毒会引起头痛，头晕，呕吐，肺水肿甚至呼吸与心脏衰竭引起的死亡。因此发展新型的灵敏以及经济地检测环境以及农作物中农药残留的传感方法对于保护人类健康以及环境安全都具有重要的研究价值。毒死蜱(chlorpyrifos，CP)是一种广谱性有机磷杀虫剂，是目前世界应用广泛的杀虫剂之一。2013年农业部发出公告，对毒死蜱和三唑磷等7种农药采取进一步禁限用管理措施，控制其在蔬菜中的使用，设计针对毒死蜱的灵敏检测方法可以有效应用于实践中。

目前已有多种方法被用于农药的检测，例如气、液相色谱-质谱联用，电化学分析，酶联免疫吸附实验等，但是这些方法含有一些弊端，例如操作繁琐，数据重复性差以及设备不便携等，无法满足实时在线检测的需求。而纳米材料具有独特的表面效应，体积效应和量子尺寸效应以及量子穿隧效应，显示优异的光谱特性，如贵金属纳米材料的表面等离子体共振，量子点的多色光致发光，表面增强拉曼现象等。将纳米材料的独特光学特性与荧光传感方法高灵敏度，高选择性的优势相结合，可以构筑一系列具有优越性能的荧光传感器，可以实现对不同分析物的实时，灵敏可视化检测。纳米材料作为传感器件构筑纳米探针，为有机磷农药残留分析提供新的新的检测手段与方法。探针的设计基于两个必要条件：(1)探针与目标分子之间有荧光共振能量转移(FRET)的通道，通过目标分子的加入可以调节能量转移通道的开关；(2)探针与待检测物质表面的非共价作用力强于目标分子，因此可以将目标分子从探针表面置换下来，达到荧光变化的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种非共价修饰罗丹明B的表面功能化的金纳米颗粒及其制备方法。所述金纳米颗粒通过非共价修饰罗丹明B(RhB-AuNPs)，从荧光共振能量转移的信号响应原理出发，结合罗丹明B与农药分子在金纳米颗粒表面的竞争吸附作用，发展了荧光增强型的灵敏检测农药残留的传感方法。当农药分子存在时，体系荧光强度呈现四倍左右的增强并伴随由微弱荧光-强橙色荧光的灵敏可视化变化。该方法不需要为了实现FRET过程在纳米材料表面进行复杂繁琐的表面修饰过程，简单易行，在环境与农产品中有机磷农药残留的检测方面能够得到应用。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术内容：

本发明金纳米颗粒探针为非共价修饰罗丹明B的金纳米颗粒(RhB-AuNPs)。

本发明金纳米颗粒探针制备及修饰方法：氯金酸溶液在圆底烧瓶内加热至沸腾，在强力搅拌下快速注入柠檬酸三钠，得到深红色液体，其中氯金酸溶液与柠檬酸三钠的摩尔比为1∶4。取罗丹明B溶于水中搅拌并加入金纳米颗粒中，其中金纳米颗粒与罗丹明B的摩尔比为400∶3。混合溶液在室温下搅拌，反应完全后收集得到浅橙色溶液。