重金屬離子簡單靈敏檢測新方法研究.pdf

1、重金屬污染已成為對人類健康和生命安全造成巨大危害的重大環(huán)境問題，因此實(shí)現(xiàn)痕量重金屬離子的簡單、快速、高靈敏檢測非常重要。針對當(dāng)前重金屬離子生化分析與生物傳感技術(shù)存在的普遍性問題（例如儀器設(shè)備價(jià)格昂貴、檢測步驟繁瑣費(fèi)時(shí)等），本論文開展了對重金屬離子的簡單、靈敏檢測新技術(shù)的研究。研究內(nèi)容主要分為三個(gè)部分：
　?。?）在第二章中，本文提出了一種基于分析物自催化放大結(jié)合納米金（GNP）探針的簡單、靈敏度高和選擇性高的比色檢測重金屬離子的新

2、方法。本納米傳感器使用鄰苯二胺（OPDA）誘導(dǎo)檸檬酸鈉制備的GNP團(tuán)聚，從而使GNP溶液發(fā)生從紅到藍(lán)的顏色變化。而目標(biāo)離子分析物Hg2+、Ag+或Cu2+可以把游離的OPDA分子氧化成OPDA的聚合物（聚-OPDA）或者 OPDA的氧化物（OPDAox）。在此氧化還原過程中，三種離子分別被還原形成汞納米簇，銀納米簇或銅納米簇。形成的金屬納米簇可以進(jìn)一步自動充當(dāng)納米催化劑來循環(huán)氧化OPDA。由于游離OPDA分子濃度的顯著降低而沒有發(fā)生GN

3、P的聚集，所以相應(yīng)的GNP溶液保持其原始的紅色。在此分析物自動放大策略下，該比色傳感器在合適的掩蔽劑下對 Hg2+、Ag+和 Cu2+的肉眼檢測限均為19.5 nM， UV-Vis檢測線性濃度范圍分別為19.5 nM~5μM，9.7 nM~10μM和9.7 nM~5μM， UV-Vis檢測限分別為2.7、1.1和1.2 nM（3σ）。另外，對實(shí)際池塘水樣品的測定結(jié)果令人滿意。
　?。?）在第三章中，我們首次提出了一種基于目標(biāo)催化2

4、-（N-嗎啉）乙磺酸（MES）還原HAuCl4生成GNP的免儀器可視化Cu2+定量檢測分析方法。該方案利用Cu2+催化MES還原HAuCl4生成紅色GNP的時(shí)間和Cu2+濃度成反比關(guān)系的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了對Cu2+的免儀器定量分析。新方法僅要求操作者具有基本的溶液混合、顏色辨別和計(jì)時(shí)能力。與已報(bào)道的定量檢測 Cu2+的方法相比，新方法具有所需試劑種類少、操作簡單、成本低廉、整個(gè)檢測過程中不需要使用任何儀器、能夠應(yīng)用于現(xiàn)場分析、檢測靈敏度更高、

5、線性范圍更寬等優(yōu)點(diǎn)?；?MES-HAuCl4變色機(jī)理的Cu2+免儀器定量分析的線性檢測濃度范圍為6.4 nM～100μM，根據(jù)“S/N=3”規(guī)則估算出本方法的檢測下限約為3.5 nM。
　?。?）在第四章中，基于MES在某一濃度下可以還原HAuCl4生成含有尺寸均勻GNP的紅色溶液（變色過程為無色-藍(lán)色-紅色），而 Hg2+可以抑制該過程，使得在相同的反應(yīng)時(shí)間里 MES-HAuCl4體系最終得到無色或藍(lán)色溶液，我們提出了一種 H