[发明专利]一种检测铅离子的光学传感器及铅离子检测方法

说明书

本发明公开了一种检测铅离子的光学传感器，由如下方法制备得到：向甘氨酸‑NaOH缓冲液中加入适量的金纳米棒颗粒制成金纳米棒溶液，向金纳米棒溶液中加入Na₂S₂O₃溶液和以及2‑ME溶液，混合后制备得到2‑ME/S₂O₃^2‑‑GNRs光学传感器。本发明还提供一种铅离子检测方法，将待测溶液与2‑ME/S₂O₃^2‑‑GNRs光学传感器混合，制成反应体系，当反应体系的颜色发生变化，判定为待测溶液中含有铅离子；通过测定反应体系的紫外‑可见吸收光谱，并根据最大吸收峰波长变化值Δλ计算待测溶液中的铅离子含量。本发明还提供的检测铅离子的光学传感器及铅离子检测方法，具有检测速度快、选择性强、灵敏度高等特点。

技术领域

本发明涉及铅离子检测技术领域，具体涉及一种检测铅离子的光学传感器 及铅离子检测方法。

背景技术

随着人类疾病预防、毒理学和环境污染研究的发展，重金属对人体健康的 影响越来越受到人们的关注。在镉、铅、汞等重金属离子中，铅是含量最丰富 的元素，约有3亿吨铅仍在水系统(即地下水、地表水和含水层)和土壤中循 环，这些受污染的水系统和土壤已成为对环境、动物和人类健康的严重威胁。 铅及其化合物是一种不可降解的环境污染物，可通过呼吸道、消化道、皮肤等 途径进入人体。铅可对神经系统、心血管、内分泌骨骼发育、造血系统、肾脏 等造成危害，对发育期儿童的危害尤为严重，儿童铅中毒在西方国家被视为头 号环境卫生问题。美国环境保护署已确定铅是17种对人类构成最大威胁的化学 污染物之一，根据美国国家饮用水水质标准，饮用水中Pb²⁺含量最大限值为0.015 mg/L。因此，森林食品中铅含量的测定对森林环境保护和人民健康保障具有重 要的意义。

球形金纳米粒子(GNPs)在结构上高度的对称性，局域表面等离子体在各 个方向上的振动相同，在紫外可见吸收光谱上只有一个局域表面等离子体共振 吸收峰。金纳米棒(gold nanorods，GNRs)由于在纵向方向与横向方向的结构 不同，导致电荷在金纳米棒上振荡和积累有两个不同的方向，产生出两种等离 子体模式：纵向局域表面等离子体共振(LLSPR)和横向局域表面等离子体共 振(TLSPR)。LLSPR是GNRs最具吸引力和最重要的特性，它起源于自由电 子的集体振荡，纳米粒子表面的范围局限于从可见光到近红外区域。与GNPs 的LSPR不同，GNRs的LSPR依赖于长径比(aspectratio，AR)，即长度与截 面直径的比值，这对GNRs的进一步应用非常重要。金纳米棒因具有独特的光 学和表面特性，在传感、光疗、基因、药物传递、生物成像等领域受到广泛关 注。

因此，本发明的目的在于提供一种金纳米棒检测铅离子的方法，实现简单、 快速及较高灵敏的检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测铅离子的光学传感器及铅离子检 测方法，具有检测速度快、选择性强、灵敏度高等特点。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种检测铅离子的光学传感器，由如下方法制备得到：

向甘氨酸-NaOH缓冲液中加入适量的金纳米棒颗粒制成金纳米棒溶液，向金 纳米棒溶液中加入Na₂S₂O₃溶液和以及2-ME溶液，混合后制备得到 2-ME/S₂O₃^2--GNRs光学传感器。

进一步地，金纳米棒溶液的pH值为9-12；光学传感器应用于铅离子检测体 系中，Na₂S₂O₃的浓度为3-10mmol/L，2-ME的浓度为1-6mmol/L。