[发明专利]一种用于检测与分离海水中铜离子的温敏银纳米粒子探针的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于超支化温敏聚合物为模板制备的温敏型银纳米粒子探针用于海水中Cu²⁺检测与分离的方法。该探针的制备方法是以超支化温敏聚合物为稳定剂和模板，通过抗坏血酸还原硝酸银制备出了温敏银纳米粒子。当Cu²⁺存在时，该探针出现紫外‑可见特征吸收和荧光强度双重变化响应。该方法通过紫外‑可见特征峰强度和荧光猝灭程度变化，可分别在2×10^‑6‑2×10^‑5 mol/L和4.2×10^‑6‑2.1×10^‑5 mol/L的浓度范围内实现对Cu²⁺的高灵敏检测，其线性相关系数分别为0.9900和0.9935。该探针对Cu²⁺的检测具有高的选择性，不受干扰离子的影响。同时，加热含有Cu²⁺的探针体系至超支化温敏聚合物溶液浊点以上，可使Cu²⁺及使用后的银纳米粒子探针随超支化温敏聚合物一起沉淀析出，对Cu²⁺及使用后的银纳米粒子的分离效率都在95%以上，可有效消除其对环境的危害。

技术领域

本发明涉及纳米传感领域，具体涉及一种温敏银纳米探针的制备方法及其对海水中铜离子的荧光、比色检测与分离应用。

背景技术

海洋是整个地球水循环的源泉，不仅所需要的淡水源自于海洋，一部分食物也源自于海洋。近年来，由于海水养殖、生活垃圾和工业废料对近海岸区域造成严重的污染，二价铜离子（Cu²⁺）成为了导致海水污染的主要污染物之一。虽然，Cu²⁺相对其他重金属离子毒性较弱，但是过量的Cu²⁺会危害人的机能，损害人体肝脏、诱发血液疾病，此外还会影响其他生物体的基本生理活动。美国环境保护署允许饮用水中Cu²⁺限度为1.3 ppm（约20 μM）。因此，有效检测与分离海水中的Cu²⁺，尤其是实现对近海岸区域内海水中Cu²⁺的快速检测与富集分离迫在眉睫。

现有的Cu²⁺检测手段主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体-质谱法、电感耦合等离子体-原子发射光谱法、石英晶体微天平检测技术等。这些方法都需要昂贵的仪器成本支出和专业的操作人员，分析时间长，还对工作环境有较高的要求，难以普及应用。而基于贵金属纳米粒子的比色检测和荧光法由于操作方便、响应快，而在现场实时快检方面被广泛应用。但面对成分复杂的海水体系，单纯依靠比色或荧光强度变化一种信号响应，很容易出现假信号响应，造成目标物的检测准确度降低。本发明为了解决以上问题，拟构建基于比色和荧光同时响应的海水中Cu²⁺的检测方法，提高其检测准确度。借助于超支化聚合物的多官能团和类球形结构提高银纳米探针的稳定性，使该其能够适应高盐的海水环境。

同时，目前比色或荧光探针大部分都只有检测功能，而检测后对Cu²⁺及使用后的探针的有效分离和回收也尤为重要。本发明基于聚合物的温敏特性还可实现对Cu²⁺及使用后的探针的分离，加热含有Cu²⁺的聚合物溶液达到体系浊点，待沉淀分层后，即可富集或分离Cu²⁺及使用后的探针。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种兼高灵敏度、高选择性、低成本的一种用于检测与分离海水中Cu²⁺的温敏银纳米探针的制备方法。该方法适用于快速现场检测Cu²⁺，特别适用于海水体系Cu²⁺含量超标的快速检出，并可在检测后，对Cu²⁺及探针进行富集分离。

解决上述技术问题，本发明中采用的技术方案是：

1. 探针的合成

步骤1：超支化温敏聚合物的制备