[发明专利]一种采用比色法检测铅离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于检测重金属离子的方法，具体涉及一种采用比色法检测铅离子的方法，具体地说是一种金纳米粒子作为比色探针检测铅离子的方法。

背景技术

有毒金属离子会对环境和人类的健康造成严重的影响，尤其是铅离子，在少量的接触时也会对人体神经、血液、消化和肾脏有强烈的毒害作用，影响人的行为、大脑发育和神经传导速度。2006年卫生部颁布的新版《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定，日常饮用水中铅的含量不得高于0.01mg/L(相当于0.05μM)。因此，建立一种准确快捷的铅检测方法具有重要的应用价值和实际意义。

传统的铅的检测方法包括原子吸收法(AAS)[Bednar A J,Kirgan R A,Jones W T.Analytica chimica acta,2009,632(1):27-34.]、分光光度法[Narin I,Soylak M.Analytica Chimica Acta,2003,493(2):205-212.]、电感耦合等离子体质谱法(ICP–MS)[K,Ruzik R,Lipiec E.Talanta,2007,72(4):1564-1572]、X射线荧光光谱法[Elzinga E J,Rouff A A,Reeder R J.Geochimica et cosmochimica acta,2006,70(11):2715-2725.]和电化学法[Yi Peng,Lidong Lin,Biosensors and Bioelectronics,2014,59:314-320]，但这些方法通常都需要复杂的实验技术，耗时长，设备昂贵，使其难以推广，一般仅适用于实验室分析。

相比于其他检测方法，比色法具有独特的优势，其结果一般肉眼可见、无需复杂仪器、成本低和非常适合于现场测定。金纳米粒子(AuNPs)具有很强的的表面等离子共振(Surface plasmon resonance，SPR)性能，导致其紫外可见吸收光谱在520nm附近会产生一个尖锐的表面等离子共振峰，并且该峰的位置会随AuNPs粒径和粒子间距的变化而变化。近年来，使用比色法检测Pb²⁺的研究较多[Huang K W,Yu C J,Tseng W L.Biosensors and Bioelectronics,2010,25(5):984-989；Chai F,Wang C,Wang T,et al.ACS applied materials&interfaces,2010,2(5):1466-1470]，但这些方法多数不能同时满足简单廉价、灵敏度高和选择性好这3个要求，难以应用于现场原位检测。本发明把L-半胱氨酸(L-cys)功能化的AuNPs用作比色探针检测Pb²⁺。这种方法简单、灵敏、选择性好，并且检测限低达0.02μM，低于国标规定的0.05μM(0.01mg/L)，有望应用到现场原位检测中。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用比色法检测铅离子的方法

本发明的原理：Cys含有一个自由的-COOH和一个-NH₂基团，这2个基团可以为进一步与重金属离子反应提供一个亲水界面。当Pb²⁺存在时，Cys能通过螯合配体结合作用捕获Pb²⁺，导致Cys–AuNPs聚集。当Cys–AuNPs发生聚集时，会引起AuNPs特征峰的位置和强度发生变化，还会导致AuNPs溶液颜色由红向蓝转变。

本发明内容：

一种采用比色法检测铅离子的方法，其特征在于：它使用金纳米粒子作为信号元件，使用L-半胱氨酸作为铅离子的特异性识别元件，并且以硫氰化钾为屏蔽剂；

其步骤为：

一、13nmAuNPs制备：

13nm AuNPs是根据文献方法采用柠檬酸钠还原HAuCl₄法合成；在洁净的三口烧瓶中加入97.5mL超纯水和2.5mL质量浓度0.412％(10mM)氯金酸溶液，搅拌并加热至沸腾，7-8min后加入2mL质量浓度1％柠檬酸三钠溶液，溶液从无色变为红色后，停止加热，继续搅拌15min；

二、Cys修饰AuNPs溶液的制备：

将1mL AuNPs溶液12000转/min离心20min后，,吸去上清液后重悬于900μL超纯水中，加入10μL 5μM新制备的Cys溶液，震荡后静置孵化0.5h；

三、新Pb²⁺标准溶液的配置：