CN102564985A

CN102564985A - 一种特异性检测二价铅离子方法

Info

Publication number: CN102564985A
Application number: CN2011104115068A
Authority: CN
Inventors: 罗胜联; 陈章; 林婵; 黄润; 陈瑶; 刘承斌; 唐艳红
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种特异性检测二价铅离子方法。使用银纳米粒子原溶液作为反应溶液，利用重金属Pb(II)与谷胱甘肽反应，通过谷胱甘肽与Pb(II)的反应，削弱谷胱甘肽对银纳米的保护作用，在盐溶液加入条件下，导致银纳米粒子聚集，通过紫外分光光度计检测信号以达到快速、特异性检测Pb(II)的目的。通过该方法，实现了样品中的Pb(II)特异性、快速检测。该方法与传统方法相比，不仅具有较高灵敏度和特异性；同时，检测时间短、样品处理简单，通过紫外可见分光光度计可以检测到0.5μM重金属Pb(II)，同时可以通过银纳米颜色变化实现对Pb(II)可视化、快速定性检测。

Description

一种特异性检测二价铅离子方法

技术领域

本发明涉及一种特异性检测二价铅离子方法。

背景技术

重金属铅广泛存在于自然界中，但由于人类工业生产活动，造成重金属铅广泛进入水体、土壤、大气带来严重的环境污染。进入环境中的重金属铅会发生积累、迁移，通过植物、动物进入食物链，进入生态系统从而对人类健康造成严重影响。Pb(II)对人体组织具有强烈毒性，主要对肾脏、造血系统以及神经系统和肝脏带来不可逆的损伤，同时损害骨骼造血系统引起贫血、脑水肿等一系列严重后果。所以，对环境中Pb(II)的检测是一项非常有意义而且紧迫的工作。目前检测Pb(II)的方法主要有原子吸收分光光度法、电感耦合等离子光谱法、质谱法等。这些方法有灵敏度高、操作自动化的优点，但是大多采用大型精密仪器，检测相对费时、费力而且费用昂贵，同时对实验操作人员技能要求很高。不利于快速、简便检测。

发明内容

本发明的目的是建立一种新的快速，简便检测Pb(II)的方法。

一种特异性检测二价铅离子方法：银纳米溶液中分别加入待测样品、各种标准浓度的二价铅离子溶液，混合后，再分别加入谷胱甘肽，反应后，再将盐分别加入各反应体系中，紫外分光光度计检测信号，利用各种标准浓度的二价铅离子溶液的信号绘制标准曲线；再得到待测溶液中二价铅离子的具体浓度。

所述的银纳米溶液的配制方法如下：12mL浓度为10mM的硼氢化钠与400mL含有0.25mM柠檬酸钠和0.25mM硝酸银的溶液混合，保证三种物质的物质的量的比值n_NaBH4∶n_Na3Cit∶n_AgNO3为6∶5∶5；以转速150r/min-200r/min充分搅拌20min-30min，产生黄色溶液，室温下静置12h；制备好的银纳米溶液4℃避光保存。

所述的盐包括NaCl、NaNO₃或Na₂SO₄。

所述盐优选为NaCl。

上述方法中具体操作步骤如下：300μL银纳米溶液中分别加入二价铅离子，使得体系中二价铅离子浓度分别为0μM、0.5μM、1μM、1.5μM、2μM、2.5μM、3μM、3.5μM、4μM，混合10min后，分别加入谷胱甘肽(加入的谷胱甘肽浓度为1000μM，加入量0.3μL-1.5μL)，加入后体系中的谷胱甘肽最终浓度为1μM-5μM，反应1.5h-2h后，将NaCl分别加入反应体系(加入的NaCl浓度为1500mM，加入量33.3μL)，加入后反应体系NaCl最终浓度为150mM，紫外分光光度计检测信号，绘制标准曲线。

本发明方法根据谷胱甘肽能够保护银纳米粒子抵抗盐诱导的聚集原理，利用Pb(II)(即二价铅离子)能与谷胱甘肽在适宜条件下特异性结合，导致谷胱甘肽失去保护银纳米的作用，加盐诱导银纳米聚沉，使银纳米发生颜色的改变，通过紫外分光光度法检测信号，从而实现特异性检测Pb(II)。本发明方法简单，具有灵敏度高、反应时间较短等特点，并且设备操作简便，可用于环境样品中Pb(II)的检测。

附图说明

图1为银纳米检测Pb(II)原理图；

图2为反应体系中浓度0μM、0.2μM、0.5μM、0.7μM、1.0μM、2.0μM、3.0μM、4.0μM、5.0μM谷胱甘肽保护银纳米抵抗150mM NaCl诱导的聚集图；

图3为反应体系中浓度0μM、0.2μM、0.5μM、0.7μM、1.0μM、2.0μM、3.0μM、4.0μM、5.0μM谷胱甘肽保护银纳米抵抗浓度50mM、75mM、100mM、150mM、200mM NaCl诱导的聚集图；

图4本发明方法检测不同浓度Pb(II)标准曲线；

图5本发明方法检测Pb(II)特异性图；

图6原子吸收检测不同浓度Pb(II)标准曲线。

具体实施方式

以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。

实施例1

1、银纳米的制备

12mL浓度为10mM的硼氢化钠与400mL含有0.25mM柠檬酸钠和0.25mM硝酸银的溶液混合，混合后保证三种物质的物质的量的比值6∶5∶5(n_NaBH4∶n_Na3Cit∶n_AgNO3)。以转速150r/min-200r/min充分搅拌20min-30min，产生黄色溶液，室温下静置12h；制备好的银纳米4℃避光保存。

2、谷胱甘肽浓度的确定

300μL银纳米溶液中分别加入不同浓度的谷胱甘肽(GSH)，使得反应体系中谷胱甘肽(GSH)浓度为0μM、0.2μM、0.5μM、0.7μM、1.0μM、2.0μM、3.0μM、4.0μM、5.0μM，室温下反应1.5h-2h，加入NaCl后使得反应体系中其浓度为150mM，紫外分光光度计检测，确定反应体系中最终浓度1μM-5μM的GSH可以有效保护银纳米颗粒，结果见图2。

3、盐浓度确定

300μL银纳米溶液中分别加入谷胱甘肽(GSH)，使得反应体系中谷胱甘肽(GSH)浓度分别为0μM、0.2μM、0.5μM、0.7μM、1.0μM、2.0μM、3.0μM、4.0μM、5.0μM，室温下反应1.5h-2h，加入NaCl使得反应体系中NaCl浓度分别为0mM、50mM、75mM、100mM、150mM、200mM后，紫外分光光度计检测，确定150mM NaCl可以有效保护银纳米颗粒，从而实现有效检测，结果见图3。

4、Pb(II)浓度检测的检测

300μL银纳米溶液中加入不同浓度的二价铅离子，使得体系中二价铅离子浓度分别为0μM、0.5μM、1μM、1.5μM、2μM、2.5μM、3μM、3.5μM、4μM，混合10min后，加入谷胱甘肽，使得各反应体系中浓度为1μM-5μM，反应1.5h-2h后，加入NaCl使得各反应体系中NaCl浓度为150mM，紫外分光光度计检测信号，绘制标准曲线，结果见图4。。

5、Pb(II)专一性检测

300μL银纳米溶液中分别加入Ca(II)、Cd(II)、Mn(II)、Mg(II)、Ni(II)、Ba(II)、Zn(II)、As(III)、Cu(II)、Hg(II)、Cr(VI)、Pb(II)，使得体系中各种离子的浓度为2μM；混合10min后，加入谷胱甘肽，使得各体系中谷胱甘肽浓度为4μM，反应1.5h-2h，NaCl加入反应体系，使得各体系中其浓度为150mM，紫外分光光度计检测信号，结果见图5。

6、本发明方法检测实际添加样品中Pb(II)

100mL湘江水或桃子湖水中添加Pb(II)，使得体系中Pb(II)浓度为10000μM，定量滤纸过滤除去水中杂质后，制备成待测母液。300μL银纳米溶液中加入0.06μL待测母液，混合10min后，加入谷胱甘肽，使得体系中谷胱甘肽浓度为4μM，反应1.5h-2h，NaCl加入反应体系，使其在体系中的浓度为150mM；紫外分光光度计检测信号，结果见表1。

7、原子吸收检测实际添加样品中Pb(II)

配置0μM、25μM、50μM、75μM、100μM Pb(II)各100mL，日立原子吸收分光光度计检测，绘制标准曲线。100mL湘江水或桃子湖水中添加Pb(II)，使其浓度为10000μM，定量滤纸过滤除去水中杂质后，制备成待测母液。0.5mL母液加入99.5mL纯水中稀释，原子吸收分光光度计检测信号。

8、比较本发明方法与原子吸收分光光度计法测定实际添加样品中Pb(II)重现性，见表1。根据不同方法所绘制标准曲线，计算两种方法的重现性。

表1比较原子吸收分光光度计法和本发明方法检测湘江水/桃子湖水中添加的Pb(II)

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成，含有巯基(-SH)的短肽，能有效络合重金属离子。同时，谷胱甘肽能够通过巯基(-SH)结合到银纳米表面，帮助银纳米粒子抵抗盐诱导的聚集。本发明方法使用银纳米粒子原溶液作为反应溶液，利用体系中0μM-4μM浓度的重金属Pb(II)与1μM-5μM浓度的谷胱甘肽反应1.5h-2h，在此条件下，重金属Pb(II)与谷胱甘肽反应的活性最强，通过谷胱甘肽与Pb(II)的反应，削弱谷胱甘肽对银纳米的保护作用，在体系中150mM NaCl加入条件下，导致银纳米粒子聚集，通过紫外分光光度计检测信号以达到快速、特异性检测Pb(II)的目的。

通过该方法，实现了样品中的Pb(II)特异性、快速检测。该方法与传统方法相比，不仅具有较高灵敏度和特异性；同时，检测时间短、样品处理简单，通过紫外可见分光光度计可以检测到0.5μM重金属Pb(II)，同时可以通过银纳米颜色变化实现对Pb(II)可视化、快速定性检测。

Claims

1.一种特异性检测二价铅离子方法，其特征在于，银纳米溶液中分别加入待测样品、各种标准浓度的二价铅离子溶液，混合后，再分别加入谷胱甘肽，反应后，再将盐分别加入各反应体系中，紫外分光光度计检测信号，利用各种标准浓度的二价铅离子溶液的信号绘制标准曲线；再得到待测溶液中二价铅离子的具体浓度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的银纳米溶液的配制方法如下：12mL浓度为10mM的硼氢化钠与400mL含有0.25mM柠檬酸钠和0.25mM硝酸银的溶液混合，保证三种物质的物质的量的比值n_NaBH4∶n_Na3Cit∶n_AgNO3为6∶5∶5；以转速150r/min-200r/min充分搅拌20min-30min，产生黄色溶液，室温下静置12h；制备好的银纳米溶液4℃避光保存。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的盐包括NaCl、NaNO₃或Na₂SO₄。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，300μL银纳米溶液中分别加入二价铅离子，使得体系中二价铅离子浓度分别为0μM、0.5μM、1μM、1.5μM、2μM、2.5μM、3μM、3.5μM、4μM，混合10min后，分别加入谷胱甘肽，加入后体系中的谷胱甘肽最终浓度为1μM-5μM，反应1.5h-2h后，将NaCl分别加入反应体系，加入后反应体系NaCl最终浓度为150mM，紫外分光光度计检测信号，绘制标准曲线。