[发明专利]一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法

说明书

本发明提供了一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，以柠檬酸根同时作为还原剂和保护剂，采用化学还原法通过冷凝回流实验，同时还原HAuCl₄和AgNO₃，制备了粒径为50nm的金银合金纳米粒子并对其进行了表征。通过在合金纳米粒子表面修饰半胱氨酸作为识别分子，建立了一种快速检测水中Cd²⁺的比色传感分析方法。在优化的实验条件下，该方法对Cd²⁺有较好的选择性，检测Cd²⁺浓度范围为0.4μM～38.6μM，最低检测限为0.044μM。该方法检测时间短、操作简单，用于检测水中的Cd²⁺有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种检测水中镉的方法，尤其涉及一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法。

背景技术

随着科技的发展，重金属污染已成为日益严重的问题。镉广泛存在于水、土壤和空气中，是重金属污染的重要组成之一，它可以通过食物链进入人体内，并且拥有20–30年的生物半衰期，可能对人体造成极大伤害并诱发各种疾病，因此研究一种检测镉的方法具有重要意义。目前多种分析检测方法已应用于检测镉，包括：原子荧光光谱、电感耦合等离子质谱法、电感耦合等离子原子发射光谱、石墨炉原子吸收法和火焰原子吸收法等。这些方法虽然具有较高的检测灵敏度，但都具有需要专业的技术人员、大型仪器、检测费用高、耗时长等不足，使其应用受到限制。纳米材料由于其特殊的尺寸效应，在催化、电学、光学及表面增强拉曼效应等诸多方面有良好的应用，尤其是金属纳米颗粒，其独特的光学、电学、催化性质等在很多领域都具有潜在的应用价值。合金纳米粒子具有不同于单组份金属的催化性能、表面等离子共振及表面增强拉曼散射(SERS)等特性，其综合性能远超于各单组份金属，而金和银由于具有非常相近的晶格常数，因而在溶液中还原金和银时非常容易形成金银合金。目前纳米材料的合成方法主要有光化学法、电化学法、微乳液法、辐射法和化学还原法等，其中化学还原法操作方便、工艺简单，得到了广泛应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，该方法选择性好、操作简单、检测时间短、仪器价廉，灵敏度较高，能够满足水中Cd²⁺的检测。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于半胱氨酸修饰的金银合金纳米粒子探针可视化检测水中镉的方法，包括如下步骤：

(1)半胱氨酸修饰金银合金纳米粒子的制备

准确移取48μL 1.0％AgNO₃溶液和47μL 1.0％HAuCl₄溶液分别加入到装有15mL超纯水的烧瓶中，冷凝回流加热5min后同时加入0.4mM柠檬酸三钠溶液250μL，再加热2min，然后立即混合并继续搅拌加热15min，得到橘黄色澄清且稳定均匀的溶液，即为金银合金溶液；

在上述新合成的金银合金溶液中加入0.7mL 1.0mM半胱氨酸溶液匀速搅拌2h，得到半胱氨酸修饰的金银纳米合金溶液，向半胱氨酸包裹的金银纳米合金溶液加入NaCl；

(2)比色检测水中Cd²⁺