[发明专利]一种基于暗场光谱检测技术的铅离子浓度检测方法

说明书

本发明涉及利用暗场光谱学进行生化分析的技术领域，具体涉及一种可用于铅离子浓度检测的新方法。本发明公开了一种基于暗场光谱学的铅离子浓度检测方法，具体涉及一种谷胱甘肽修饰的金纳米粒子作为探针在暗场显微镜下快速检测铅离子的方法，包括以下步骤：(1)用谷胱甘肽修饰金纳米粒子；(2)将金纳米粒子固定在玻璃基底上；(3)在玻璃基地上滴加含铅样品，5分钟后冲洗；(4)在玻璃基地上滴加谷胱甘肽修饰的金纳米粒子，然后盖上盖玻片；(5)在暗场显微系统下检测金纳米粒子的散射光谱红移量，以光谱红移量定量铅离子的浓度。本发明新颖快速、灵敏度高、检测浓度范围广、取样少，可广泛用于实际的铅离子环境样品检测。

技术领域

本发明涉及利用暗场光谱学进行生化分析的技术领域，具体涉及一种可用于铅离子浓度检测的新方法。

背景技术

铅离子(Pb²⁺)对人体健康和环境具有极大的危害。即使很低浓度的Pb²⁺也会造成儿童大脑发育障碍、骨髓有关造血系统和神经系统等疾病。传统的Pb²⁺检测方法(例如电感耦合等离子体质谱法和阳极溶出伏安法)虽然灵敏度高、特异性好，但是这些技术需要繁琐费时的样品前处理和专业的操作员，导致测试效率不足。近年来，Pb²⁺的比色检测因其操作简单、效率高等特点得到了爆炸性发展。但是，这些比色传感器是整体溶液的测量，这限制了其检测下限值。基于此，暗场显微镜(DFM)由于能够进行单纳米粒子水平检测被用来提高Pb²⁺的检测下限。曾有报道通过在DFM下用金纳米粒子(AuNPs)作为暗场成像探针来检测Pb²⁺，其检测下限达到0.2pM。然而，这种AuNPs蚀刻的方法限制了检测速度，且对温度敏感。为了提高检测速度，增大检测范围，本发明提供了一种基于DFM和谷胱甘肽(GSH)官能化的AuNPs(GSH-AuNPs)组合的单粒子暗场光谱法(SPDFS)，检测下限值为3.5pM，检测线性范围为10pM至10μM。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术中提到的问题，提供一种超灵敏的铅离子快速检测方法。

本发明采用的技术方案如下：

首先用GSH对AuNPs进行表面修饰形成GSH-AuNPs探针，在Pb²⁺的作用下GSH-AuNPs形成二聚体或多聚物，由于纳米粒子间的耦合作用，其散射光谱发生红移。利用DFM检测GSH-AuNPs的散射光谱的红移量(Δλ)，Δλ的大小与Pb²⁺浓度有关，据此可以定量Pb²⁺的浓度。

所述方法包含以下步骤：(1)利用GSH修饰AuNPs作为铅离子的特异性识别探针和暗场成像粒子；(2)将GSH-AuNPs固定在玻璃基底上；(3)在玻璃基地上滴加含铅样品，5分钟后冲洗；(4)在玻璃基地上滴加GSH-AuNPs，然后盖上盖玻片；(5)通过暗场显微镜检测铅离子。

其中，所述定量Pb²⁺的浓度的方程为：Δλ＝(Δλ_max*cⁿ)/(Kⁿ+cⁿ)，Δλ代表金纳米粒子的光谱红移量，铅离子的浓度为c，最大红移量为Δλ_max＝41.15nm，希尔系数n＝0.32，结合常数K＝25.94。

其中，所述含铅样品包括自来水、湖水、工业废水、实验室废液。

其中，所述将金纳米粒子固定在玻璃基底上步骤包括在玻璃上修饰巯基。

其中，暗场显微系统检测铅离子浓度是利用纳米粒子散射光谱峰值的红移量。

其中，金纳米粒子散射光谱的红移量是指暗场视野中所有金纳米粒子散射光谱红移量的平均值。

其中，暗场视野中所有金纳米粒子散射光谱红移量的平均值是利用高斯拟合计算得出。