[发明专利]以纳米金为逻辑门显色探针的碘离子的快速测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及以纳米金为逻辑门显色探针的碘离子的快速含量测定方法，属于分析化学和纳米技术领域。

背景技术

随着纳米技术的发展，许多种类的纳米材料，例如，金属纳米材料、氧化物纳米材料、半导体纳米材料和导电纳米聚合物等已经广泛被应用于化学及生物传感器领域。在所有的纳米材料中，金纳米粒子（Gold nanoparticles, GNPs）由于其易于制备和生物功能化、优良的生物稳定性和独特的光谱特性最受到研究者们的关注。典型的胶体纳米金粒子为酒红色，而它们的聚集体则呈现紫色或蓝色，这是由于纳米金的表面等离子吸收带向长波长移动所致。纳米金由分散到聚集状态过程中颜色的快速改变使其非常适合于逻辑门显色系统。近年来，运用脱氧核酶法、核酸适配体法、配体配位法等方法，已经建立了许多基于纳米金的逻辑门显色体系并且成功地被应用于一些金属离子和小分子物质的分析。

碘是人体必需的微量元素之一，可参与甲状腺激素的合成，调控人体的生长和发育。研究表明，碘摄取量不足时可能会导致甲状腺肿大、侏儒症、流产、智力缺陷、肌无力等；碘摄取量过大时可能会导致某些特定人群的甲状腺发生肿大。因此，准确测定生物、环境及食物中的碘含量对人体健康状况分析、环境评估和食物的营养价值评价具有非常重要的实际意义。目前国内外已建立了一些碘的分析方法，包括光度法、电化学法、色谱法、中子活化法和原子光谱法等。但这些方法的测定步骤较为繁琐，以及需要一些特定的仪器辅助，因此很难应用于实时检测中。

本发明以硫氰酸盐（SCN^-）和碘离子（I^-）两种阴离子作为输入信号，以柠檬酸钠还原法制备的纳米金作为显色探针，构建了一种具有“蕴含”行为的逻辑门，即“蕴含门”，并且应用于微量碘离子的测定。

发明内容

本发明的目的是以柠檬酸钠还原法制备的纳米金为逻辑门显色探针，提供了一种快速、简便、灵敏的碘离子检测新方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的以纳米金为逻辑门显色探针的碘离子的快速测定方法，其特征是基于硫氰酸盐能阻止纳米金在酸性溶液中产生聚集，使其保持酒红色，而碘离子能特异性的抑制硫氰酸盐对纳米金的保护作用，从而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱特征的变化，来测定碘离子浓度。

所述的以纳米金为逻辑门显色探针的碘离子的快速测定方法，其特征是利用目视观察溶液颜色特征以判断碘离子的浓度。

所述的以纳米金为逻辑门显色探针的碘离子的快速测定方法，其特征是利用吸光度比值A₇₀₀/A₅₂₀以判断碘离子的浓度。

所述的以纳米金为逻辑门显色探针的碘离子的快速测定方法，其特征是所使用的纳米金采用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备，将1毫升0.1 g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加热煮沸后迅速加入3毫升0.1g/L的柠檬酸三钠溶液，反应溶液从浅黄色变成酒红色，继续回流15分钟后，将反应溶液慢慢冷却至室温而形成纳米金。

所述的以纳米金为逻辑门显色探针的碘离子的快速测定方法，其特征是按体积比5:4将纳米金溶液和含不同浓度碘离子溶液混合，加入0.5毫升浓度为8~10 mmol/L硫酸溶液，所述的8~10 mmol/L硫酸溶液中含2.5~3 μmol/L的硫氰酸盐，在30℃下反应3~5分钟，目视观察颜色特征或测定吸光度比值A₇₀₀/A₅₂₀，当目视观察颜色特征时随着碘离子浓度的增大，纳米金的颜色逐渐由红色变为紫红色-紫色-蓝灰色，目视观察的检测限为0.8 μmol/L；当测定吸光度比值A₇₀₀/A₅₂₀时，随着硫氰酸盐浓度的增大而吸光度比值A₇₀₀/A₅₂₀逐渐增大，在0.2~1.6 μmol/L 范围内A₇₀₀/A₅₂₀与碘离子浓度呈线性关系，检测限为0.05 μmol/L。

所述的以纳米金为逻辑门显色探针的碘离子的快速测定方法，其特征是所使用的纳米金粒径为13 nm，浓度为3.1 nmol/L。