[发明专利]一种直接用眼睛定性检测溶液中Cu2+的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测溶液中的Cu2⁺的方法，特别是涉及一种表面功能化的金纳米粒子，在Cu(I)催化下发生1，3-偶极环加成反应，导致金纳米粒子之间发生聚积生成沉淀，而直接用眼睛来检测溶液中的Cu²⁺的方法。

背景技术

近些年来，已逐步发展起了基于金属螯合剂，有机荧光团，发色传感器，量子点及多肽来检测溶液中Cu²⁺的检测方法，例如美国专利：US 3898042，和公开号为CN 1477385的中国专利。尽管Cu²⁺浓度的检测限有的低至十亿分之一的数量级，但是这些方法都需要借助精密仪器对其实施检测，在实际应用上具有一定局限性。例如在US3898042中，尽管可以连续地灵敏的检测溶液中的Cu²⁺，但是需要具有一套使液体连续流动并且能提供435nm波长的吸收光的可记录数据的装置。在CN 1477385中，合成的吡啶衍生物荧光传感器分子对过渡金属离子如Cu²⁺有选择性的荧光增强识别功能，这也需要借助荧光分光光度计这一重要设备来检测。金纳米粒子因为聚积而导致的颜色变化近来被发展成为一种比色鉴定物质的新方法。因为通过肉眼能直接观察金纳米粒子的颜色或者沉淀现象的变化而不需要借助精密的仪器设备，所以比色的方法能被广泛的应用。Mirkin小组首次报道了用表面功能化的金纳米粒子通过比色的方法检测DNA(参考文献：Mirkin，C.A.；Letsinger，R.L.；Mucic，R.C.；Storhoff，J.J.Nature 1996，382，607-609)。最近，基于金纳米粒子的比色检测成功应用于DNA，蛋白质，小分子有机物和一些金属离子的鉴定(参考文献：Stoeva，S.I.；Lee，J.-S.；Smith，J.E.；Rosen，S.T.；Mirkin，C.A.J.Am.Chem.Soc.2006，128，8378-8379)。粒径为13nm左右的金纳米粒子的消光系数为2.7×10⁸M^-1cm^-1，比传统的有机荧光发色团的消光系数大3～5个数量级，因此，用肉眼能够清楚的观察到金纳米粒子的颜色变化或沉淀现象的发生。Sharpless发展起来的末端炔化合物和叠氮化物通过Cu(I)催化发生1，3-偶极环加成反应生成1，2，3-三氮唑环在合成带有特殊官能团的结构之间的偶联是一个有效的方法(参考文献：(a)Wang，Q.；Chan，T.R.；Hilgraf，R.；Fokin，V.V.；Sharpless，K.B.；G.Finn，M.J.Am.Chem.Soc.2003，125，3192-3193)。末端炔化合物和叠氮基化合物在化学反应中具有高度选择性。Cu(I)主要是通过溶液中Cu²⁺盐的还原或者金属铜的氧化反应获得。因为只需催化量的Cu(I)即能使该反应完成，所以1，3-偶极环加成反应引起的金纳米粒子之间的相互聚积导致金纳米粒子颜色和沉淀现象的变化能够被用来有效地检测溶液中微量的Cu²⁺。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种只通过肉眼观察金纳米粒子因为聚集，而产生颜色和沉淀现象的变化，从而判断溶液中是否有Cu²⁺存在的便捷的直接检测溶液中Cu²⁺的方法。该方法具有很好的离子检测识别功能，特别是在Al³⁺，Zn²⁺，Ca²⁺，Fe²⁺，Mn²⁺，Mg²⁺，Co²⁺，Na⁺，K⁺任意2-5种离子组成的混合溶液中能选择性的检测出微量的Cu²⁺，该方法还具有操作简便，实验现象明显的特点。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的一种直接用眼睛定性检测溶液中Cu²⁺的方法，包括以下步骤：

1)首先分别合成末端炔基功能化的硫醇和末端叠氮基功能化的硫醇；

1-1)将0.05-5g巯基烷羧酸和0.026-2.6mL的卤代烷基炔化物(如溴丙炔)溶于1-100mL的无水N，N-二甲基甲酰胺溶剂(以下简称DMF)中，加入0.01-1g碱性物质(如无水碳酸钾)，常温密闭反应2-48h，之后反应液过滤，旋转蒸发除去溶剂，得到末端炔基功能化硫醇的粗产品；