一種可循環(huán)利用的汞離子比色檢測試紙及其應用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汞離子比色檢測試紙及其應用方法，以及該熒光試紙選擇性地識別重金屬汞離子的應用。
【背景技術(shù)】
[0002]重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。近年來隨著工業(yè)化的發(fā)展，重金屬污染也越來越嚴重，日益引起了人們的關(guān)注。重金屬污染與其他有機化合物的污染不同。有機化合物很多可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化，降低或解除其有害性，而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。[Quang DT, Kim JS.Chem Rev 2010;110:6280-301.]重金屬離子中，汞是一種具有劇毒卻又普遍存在于自然界的污染物，進入水體后可通過食物鏈而富集，最后被人體吸收，在人體內(nèi)蓄積，對腦組織、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和腎臟造成嚴重的傷害。[Miyake Y, Togashi H, Tashiro M, Yamaguchi H, Oda S，Kudo Μ,Tanaka Y， Kondo Y， Sawa R， Fujimoto T， Machinami T and Ono A.J Am ChemSoc2006;128:2172-3; Huang P-JJj Wang F，Liu J.Anal Chem 2015;87:6890-5.]而汞污染物中最常見的形式之一是水溶性的二價汞離子(Hg2+)，因此，環(huán)境中的水溶性的Hg2+的檢測和監(jiān)測是必要的。
[0003]目前對重金屬離子的檢測方法主要包括原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、原子熒光法、電導分析法、電位分析法、極譜法、伏安法等。其中電感耦合等離子體法和原子吸收光譜法作為傳統(tǒng)檢測方法，其檢測精確度和靈敏度都比較好，分析速度快，但是它們除了需要價格昂貴的大型儀器以外，還需大量樣品，且往往操作步驟繁瑣，需要檢測人員具備一定的專業(yè)知識，費時費力。電導分析法、電位分析法等電化學分析方法檢測成本亦相對較高，且不易實現(xiàn)現(xiàn)場檢測的目的。[Xu X, Trindle CO, Zhang G, Pu L.ChemCommun2015;51:8469-72; Shih T-T, Hsu IH, Chen S-N, Chen P-H, Deng M-J, Chen Y, LinY-ff, Sun Y-C.Analyst 2015 ; 140:600-8.]隨著水體中重金屬離子的種類越來越多，含量越來越大，重金屬離子對人類的危害也越來越大，尋找一種簡便快捷的針對水中重金屬離子的檢測技術(shù)則成了當務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述所提及的一系列問題，本發(fā)明設(shè)計了一種靈敏度高、選擇性好、簡單便攜、價格低廉、可重復利用、綠色環(huán)保地檢測Hg2+的檢測方法。
[0005]本發(fā)明提供的方案是將一種基于谷胱甘肽功能化的金納米簇的熒光試紙作為檢測傳感器，將待測水溶液樣品滴加到檢測試紙上，在紫外光源下觀察，通過熒光對比檢測方法，觀察試紙熒光淬滅情況，可檢測溶液中是否含有微量的重金屬Hg2+。具體步驟如下:
一、谷胱甘肽功能化的熒光金納米簇檢測試紙的制備
1.谷胱甘肽功能化的熒光金納米簇溶液的制備依照文獻方法制備還原型谷胱甘肽功能化的具有熒光性質(zhì)的金納米簇，將氯金酸在暗室中配制成20mM的溶液備用，將4.6 mg谷胱甘肽加入0.15mL去離子水中分散備用，取0.5mL的20mM氯金酸溶液加入4.35 mL去離子水中，與上述制備的谷胱甘肽溶液混合，在25°C恒溫條件下勻速攪拌5分鐘，在遮光的條件下在溫度為70 °C的油浴中恒溫反應24小時，得到的溶液經(jīng)離心除去未反應的谷胱甘肽，便得到谷胱甘肽功能化的金納米簇水溶液，在波長為365nm處激發(fā)，得到的熒光光譜圖中可看到在610nm處得到最大發(fā)射峰(附圖1)。在紫外燈(波長為365nm)照射下，谷胱甘肽功能化的熒光金納米簇(GSH-AuNCs)的水溶液由自然光下呈現(xiàn)的淡黃色轉(zhuǎn)而發(fā)橙色光。將溶液在4°C的條件下避光保存?zhèn)溆谩８綀D2為谷胱甘肽功能化的金納米簇的透射電鏡照片，從圖中可以看出，金納米簇的粒徑大小在I?3nm范圍內(nèi)。
[0006]2.谷胱甘肽功能化的熒光金納米簇檢測試紙的制備
將上述制備的金納米簇溶液稀釋O?5倍備用，將濾紙剪成直徑I厘米的小片，浸泡在稀釋的金納米簇溶液中，I?4小時后取出晾干即得到谷胱甘肽功能化的熒光金納米簇檢測試紙。制備過程中金納米簇不能重復多次使用，以確保得到的檢測試紙熒光強度相同。
[0007]二、檢測汞離子(Hg2+)
1、選擇性
使用谷胱甘肽功能化的金納米簇檢測試紙作為熒光傳感器檢測Hg2+，具有很高的選擇性。相同條件下，分別配制5X10—5 M的不同陽離子和陰離子溶液(Hg2+，Mg2+，Ni2+，Co2+，Ca2+，Mn2+，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，Al3+，Zn2+，Ba2+，Cr3+，Cd2+，N03—，Cl—，CLO4—和 SO42—)作為檢測溶液備用，將檢測溶液分別滴加到檢測試紙上，在紫外燈照射下觀察檢測試紙熒光的變化，發(fā)現(xiàn)其他離子存在時檢測試紙的熒光沒有明顯變化，但當有Hg2+存在時，檢測試紙的熒光強度肉眼可見明顯減弱，表現(xiàn)出非常好的響應，說明金納米簇檢測試紙對Hg2+具有高的選擇性(附圖3)。因此，谷胱甘肽功能化的金納米簇檢測試紙作為熒光傳感器可應用于環(huán)境污水中汞離子的實時原位檢測。
[0008]2、檢測靈敏度
使用谷胱甘肽功能化的金納米簇檢測試紙作為熒光傳感器檢測Hg2+時，將配置好的Hg2+檢測溶液滴加到檢測試紙上，在紫外燈下觀察，試紙的熒光強度肉眼可見減弱，且隨著Hg2+檢測溶液濃度的增加，熒光逐漸減弱至完全淬滅，因此，谷胱甘肽功能化的金納米簇檢測試紙可以作為檢測汞離子的熒光傳感器簡單快速地檢測水溶液中汞離子的存在。將Hg2+分別配置成5X10—3，5X10—4，5X10—5，5X10—6，5X10—7和O M濃度的檢測溶液，進行靈敏度的檢測。將配置好的不同濃度的Hg2+檢測溶液分別滴加在谷胱甘肽功能化的金