CN102841061A - 一种检测二价镍离子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测二价镍离子的方法。本发明提供的通过含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子测定水溶液中二价镍离子的方法，包括以下步骤：(a)提供一种含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子检测液；(b)向所述检测液中加入待测样本，形成检测混合液；(c)观察或测量所述检测混合液的颜色和/或紫外可见光光谱，并与对照相比或与标准图谱进行比较，从而得出待测样本是否存在二价镍离子和/或二价镍离子的浓度的测定结果。本发明方法特异性强，灵敏度高，且操作简便、适用对象范围广。

Description

一种检测二价镍离子的方法

技术领域

本发明涉及一种二价镍离子的检测技术，更具体地说，涉及一种能够快速、简便地识别成分复杂的水溶液中的低浓度二价镍离子的检测方法。

背景技术

当今工业迅速发展的同时也带来了环境质量的下降，尤其是环境中重金属含量的上升。重金属可通过食物链富集，危害人类健康。化工生产、冶金工业等排放物中含有大量的重金属离子，如铅、汞和镍等，造成了对水、土壤和大气等的污染，给环境带来极大危害。重金属污染与有机污染不同，不少有机污染物可以通过环境自身的净化分解而使污染毒性降低或消除，而重金属污染物毒性大且不易降解，被定为第一类污染物。因此，研究对重金属离子快速、廉价、方便、准确的检测方法势在必行。

在众多重金属中，镍元素是一种潜在的有毒元素，全世界每年镍的迁移状况是：岩石风化量为320,000吨，河流输送量为19,000吨，开采量为560,000吨，矿物燃料燃烧排放5,600吨。每天摄入可溶性镍超过250mg会引起中毒。有些人比较敏感，摄入600μg即可引起中毒。依据动物实验，慢性超量摄取或超量暴露，可导致心肌、脑、肺、肝和肾退行性变。燃烧生成的镍粉尘遇到热的一氧化碳，会生成易挥发的、剧毒的致癌物羰基镍［Ni(CO)₄］。我国规定车间空气镍及其化合物的最高容许浓度：金属镍与难溶性镍化合物为1mg/m³（按Ni计）；可溶性镍化合物为0.5mg/m³（按Ni计）(GB 16210-1996中华人民共和国国家标准--车间空气中镍及其无机化合物卫生标准,P1)，饮用水中二价镍的最高容许浓度为0.02mg/L(GB 5749-2006中华人民共和国国家标准--生活饮用水卫生标准,P6)。

目前二价镍的常用分析方法是火焰原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法(GB/T 5750.6-2006中华人民共和国国家标准--生活饮用水标准检验方法-金属指标P65-66)以及丁二肟-镍光谱法(《水和废水监测分析方法》（第四版）国家环境保护总局水和废水监测分析方法委员会主编.中国环境科学出版社.北京，P375-377)。其中丁二肟-镍光谱法是检测二价镍的通用方法，但最低检测限度较高，耗时长，且处理过程复杂等。由于此诸多不利因素，难以实现对镍污染现场的快速、实时、定性、半定量及全定量检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速、实时、准确的检测二价镍离子的方法。

本发明的第一方面，提供了一种检测二价镍离子的方法，包括以下步骤：

(a)提供一种含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子检测液；

(b)向所述检测液中加入待测样本，形成检测混合液；

(c)观察或测量所述检测混合液的颜色和/或紫外可见光光谱，并与对照相比或与标准图谱进行比较，从而得出待测样本是否存在二价镍离子和/或二价镍离子的浓度的测定结果。

在另一优选例中，所述的检测液可以如下获得：向吐温与银纳米粒子前驱体形成的混合液中加入二肟类化合物；和/或

将吐温、银纳米粒子前驱体以及二肟类化合物混合，制得含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子检测液。

在另一优选例中，所述的吐温为吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或其组合，优选为吐温20和吐温40；和/或

所述的二肟类化合物为含有两个肟基（-NCO）的肟类化合物或在溶液中生成含有二肟类的化合物，优选为呋喃二肟、1,4-环己二酮二肟、2,2’联麸酰基二肟、丁二肟和1,4-苯醌二肟。

在另一优选例中，提供所述的检测液还包括以下步骤：

(i)向吐温与银纳米粒子前驱体形成的混合液中加入还原剂以形成吐温保护的银纳米粒子的混合液(即纳米银胶体)；和/或

(ii)向吐温、银纳米粒子前驱体以及二肟类化合物混合形成的混合液中加入还原剂以形成含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子检测液；

(iii)对所述的混合液进行搅拌；

在另一优选例中，所述的还原剂包括L-抗坏血酸、柠檬酸、盐酸羟胺、硼氢化钠与硼氢化钾或其组合，优选为硼氢化钠（NaBH₄）与硼氢化钾（KBH₄）；

在另一优选例中，所述还原剂的浓度为0.1～10mmol/L，更佳地，为0.2-1mmol/L；其中，还原剂与吐温的体积比为0.25：1～10：1，更佳地，为0.5：1～5：1；

在另一优选例中，所述的搅拌为磁力搅拌，时间为5-100分钟，更佳地5-50分钟。

在另一优选例中，所述的对照是如下形成的对照混合液：向所述吐温保护的银纳米粒子的检测液中加入不含二价镍离子的水溶液，形成对照混合液，并且满足下式V1/V2=V3/V4，

式中，

V1是用于形成对照混合液的所述不含二价镍离子的水溶液的体积；

V2是用于形成对照混合液的所述检测液的体积；

V3是用于形成检测混合液的所述待测样本的体积；

V4是用于形成检测混合液的所述检测液的体积；

在另一优选例中，V2＝V4且V1＝V3。

在另一优选例中，所述的对照混合液为浅黄色。

在另一优选例中，所述的标准图谱是通过如下方法制得：

向含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子的检测液中加入不同浓度的二价镍离子，制得多个检测混合液；

测量各检测混合液的紫外可见光光谱吸收；

绘制“检测混合液的紫外可见光光谱吸收值-二价镍离子浓度”曲线，或绘制“相对紫外可见光吸收值-二价镍离子浓度”图谱，作为标准图谱；

在另一优选例中，相对紫外可见光谱吸收值＝检测混合液的紫外可见光谱吸收值-对照混合液的紫外可见光谱吸收值（A-A₀）。

在另一优选例中，所述的吐温的浓度为0.01-10%，更佳地，为0.05-0.5%；和/或

所述的银纳米粒子前驱体为可溶性银盐溶液或酸，优选为硝酸银溶液，其浓度为0.05-2mmol/L，更佳地，为0.1-0.5mmol/L；和/或

所述的二肟类化合物浓度为1-200mmol/L，更佳地，为5-50mmol/L；和/或

所述吐温与银纳米粒子前驱体的体积比为0.5：1～100：1，更佳地，为3：1～20：1；和/或

所述二肟类化合物与银纳米粒子前驱体的体积比为5：1～50：1，更佳地，为10：1～30：1。

在另一优选例中，所述的含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子的检测液的pH值为7.5-12.5，更佳地，为8.5-9.5，和/或

所述的紫外可见光光谱吸收在300-900nm(较佳地380～480nm，更佳地420nm左右)波长下测定。

在另一优选例中，所述的待测样本包括环境水样、血样、组织液样品、经处理的固体及气体样品的水溶液。

本发明的第二方面，提供了一种用于检测二价镍离子的试剂盒，包括：

(a)吐温；吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或其组合，优选为吐温20和吐温40；

(b)银纳米粒子前驱体；为可溶性银盐溶液或酸，在另一优选例中，所述的可溶性盐溶液为硝酸银；

(c)二肟类化合物：为含有两个肟基（-NCO）的肟类化合物或在溶液中生成含有二肟类的化合物，优选的为呋喃二肟、1,4-环己二酮二肟、2,2’联麸酰基二肟、丁二肟和1,4-苯醌二肟；

(d)还原剂：包括L-抗坏血酸、柠檬酸、盐酸羟胺、硼氢化钠与硼氢化钾或其组合，优选为硼氢化钠（NaBH₄）与硼氢化钾（KBH₄）；和

(e)使用说明书；

其中，所述的吐温、银纳米粒子前驱体、二肟类化合物和还原剂可反应形成一含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子的检测液。

在另一优选例中，所述的说明书描述了本发明第一方面所述的方法，和/或所述说明书包括检测二价镍离子的标准曲线；和/或所述说明书包括了颜色比较的说明以及比色对照卡或图。

在另一优选例中，所述的组分(a)、(b)、(c)和（d）分别位于不同的容器或包装中。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1a显示了本发明中二肟类修饰吐温40保护的银纳米粒子的透射电镜（TEM）照片，其中，纳米粒径大约为15-30nm；图1b显示了二肟类修饰吐温40保护的银纳米粒子的动态光散射表征，其中，二肟类修饰吐温40保护的银纳米粒子的水合直径多在100nm处。

图2显示了本发明中二肟类修饰吐温40保护的银纳米粒子镍离子灵敏度比色检测(单位：μmol/L)：从图中可以看出，浓度为2×10^-4M的Ni²⁺有明显酒红色变化，而2×10^-5M的Ni²⁺的略显有红黄色。

图3显示了根据本发明公开的技术方案制备的二肟类修饰吐温40保护的银纳米粒子对低浓度镍离子的相对紫外吸收图谱，箭头给出的是在417nm处，当Ni²⁺浓度小于1×10^-5M时，随着镍离子浓度的递减，二价镍离子的相对紫外可见光吸收值递减。

图4显示了根据本发明公开的技术方案制备的二肟类修饰吐温40保护的银纳米粒子与低浓度镍离子的相对紫外可见光吸收值的相应关系，其中，在0.8-20μmol/L范围内，二价镍离子浓度与“相对紫外可见光吸收值”基本上呈线性关系。

图5显示了根据本发明公开的技术方案制备的二肟类修饰吐温40保护的银纳米粒子干扰性阳离子（a）和干扰性阴离子及氨基酸分子（b）比色检测（浓度：20μmol/L），其结果显示：只有镍离子溶液显红黄色，而其他离子或分子溶液不变色，由此说明本发明中二肟类修饰吐温保护的银纳米粒子对镍离子浓度测定的特异性较高，其他离子或分子无干扰。

图6根据本发明公开的技术方案制备的吐温40保护的银纳米粒子阴阳离子及分子混合后的干扰性紫外检测光谱图（浓度：2μmol/L），如图所示，当离子总浓度为320～340μmol/L，氨基酸的总浓度为100μmol/L时，镍离子的浓度测定也不受其他离子与分子的干扰。

具体实施方式

本发明人经过长期而深入的研究，首次意外地发现，采用二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子，通过二肟类化合物与Ni²⁺的选择性络合，促使银纳米粒子聚集，使得银纳米粒子溶液的颜色发生变化，引起银纳米粒子表面等离子体共振吸收峰的峰位以及吸收强度发生变化，实现对水溶液中的Ni²⁺的快速、简便检测。

检测液

可用于本发明的检测液由吐温、水溶性银纳米粒子前驱体、二肟类化合物以及还原剂组成，其性质及相互关系如下：

1.吐温

可用于本发明的吐温没有特别的限制。可以是任何能够将银离子均匀分散在溶液中的吐温制剂，包括为吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或其组合，优选为吐温20和吐温40。

其浓度为0.01-10%，更佳地，为0.05-0.5%。

在另一优选例中，所述的吐温为吐温40，浓度为2％。

2.水溶性银纳米粒子前驱体

可用于本发明的水溶性银纳米粒子前驱体没有特别的限制。可以是任何能够解离出银离子的各类水溶性银盐，包括硝酸银、高氯酸银等；其浓度为0.05-2mmol/L，更佳地，为0.1-0.5mmol/L。

在另一优选例中，所述的水溶性银纳米粒子前驱体为硝酸银，其浓度为0.3mmol/L。

3.还原剂

可用于本发明的还原剂没有特别限制，可以是任何能够与银离子反应并将待测液中银离子还原成纳米银粒子的还原剂。所述的还原剂可以包括L-抗坏血酸、柠檬酸、盐酸羟胺、硼氢化钠与硼氢化钾或其组合，优选为硼氢化钠（NaBH₄）与硼氢化钾（KBH₄）水溶液；其浓度为0.1～10mmol/L，更佳地，为0.2-1mmol/L。

在另一优选例中，所述的还原剂为硼氢化钠水溶液，其浓度为0.5mmol/L。

4.二肟类化合物

可用于本发明的二肟类化合物没有特别限制,可以为含有两个肟基（-NCO）的肟类化合物或在溶液中生成含有二肟类的化合物，优选地为呋喃二肟、1,4-环己二酮二肟、2,2’联麸酰基二肟、丁二肟和1,4-苯醌二肟；

在另一优选例中，所述的二肟类化合物浓度为1-200mmol/L，更佳地，为5-50mmol/L；

5.比例

在本发明中，所述检测液各组分的比例可以如下：

吐温与银纳米粒子前驱体的体积比为0.5：1～100：1，更佳地，为3：1～20：1；

二肟类化合物与银纳米粒子前驱体的体积比为5：1～50：1，更佳地，为10：1～30：1；

还原剂与吐温的体积比为0.25：1～10：1，更佳地，为0.5：1～5：1。

5.pH

可用于本发明的检测液的pH值范围为碱性，可以通过氢氧化钠调节所述的检测液的pH值并扩大最低检测限度、提高检测灵敏度，较佳地，7.5-12.5，更佳地，为8.5-9.5。

对照

可用于本发明的对照是如下形成的对照混合液：向所述含吐温修饰的银纳米粒子的检测液中加入不含二价镍离子的水溶液，形成对照混合液，并且满足下式V1/V2=V3/V4，

式中，

V1是用于形成对照混合液的所述不含二价镍离子的水溶液的体积；

V2是用于形成对照混合液的所述检测液的体积；

V3是用于形成检测混合液的所述待测样本的体积；

V4是用于形成检测混合液的所述检测液的体积。

在另一优选例中，V2＝V4且V1＝V3。

机理

为了便于理解，提供本发明中检测液及检测混合液的作用机理。应理解，本发明的保护范围不受所提供的作用机理的限制。

本发明提供的用于检测水溶液中Ni²⁺的方法，该方法采用二肟化合物修饰吐温保护的银纳米粒子，使二价镍离子在银纳米粒子表面富集，且银纳米粒子发生聚集，引起银纳米粒子表面等离子体的共振吸收峰位与强度发生变化，从而导致银纳米粒子分散液的颜色和紫外可见吸收峰位与强度发生变化，因此，直接利用肉眼或者紫外可见分光光度计进行判定，可以快速地检测出溶液中是否含有Ni²⁺，实现对水溶液中Ni²⁺的快速、简便检测。结合Ni²⁺浓度与紫外可见吸收强度关系的标准图谱，本发明还可以进一步检测出被检测水溶液中Ni²⁺的含量。

二价镍离子的肉眼比色检测、紫外可见吸收标准图谱及标准曲线

1.二价镍离子的肉眼比色检测

配置各种预定浓度的二价镍离子溶液（例如，Ni²⁺浓度2×10^-4、2×10^-5、2×10^-6、2×10^-7、2×10^-8、2×10^-9、空白等。注：当Ni²⁺浓度低于1×10^-5时，不变色或基本不变色），使用本发明所述的方法，分别加入到检测液当中，10-15分钟后进行照片记录颜色变化，制成等浓度梯度的比色对照图(或比色对照卡)。

结果如图2所示。结果表明：当Ni²⁺浓度大于1×10^-5M时，随着二价镍离子浓度的增加，溶液颜色变化逐渐增大。颜色变化大致如下：黄色→红黄色→酒红色。

2．二价镍离子的紫外可见吸收标准图谱

配制各种已知浓度的二价镍离子溶液（浓度≤1×10^-5M），并使用本发明所述的方法，在300～900nm处对各溶液进行吸光度的分析，结果如图3所示。图中，箭头给出的是在417nm处，从上至下各曲线对应的Ni²⁺浓度。

结果表明，在380～480nm范围内（如417nm左右处），所有不同浓度的二价镍离子溶液随着浓度的降低，出现了相对紫外可见光吸收值的递减。

应理解，在本发明中，相对紫外可见光吸收值的递减或递增关系都可用于检测二价镍离子浓度。例如，当波长大于480nm以及波长位于300-380nm时，不同浓度的二价镍离子溶液随着浓度的降低，也出现了相对紫外可见光吸收值的递减。当然，基于380-480nm的波长范围所测得的二价镍离子浓度为最优选。

3.二价镍离子浓度的标准曲线

以上述各已知二价镍离子浓度作为横坐标(X)，以即“相对紫外可见光吸收值”作为纵坐标(Y)，得出其散点图，即可获得标准曲线或得出二价镍离子浓度与“相对紫外可见光吸收值”二者的对应关系。

一个典型实施例的结果如图4所示：在0.8-20μmol/L范围内，二价镍离子浓度与“相对紫外可见光吸收值”基本上呈线性关系。

在测定未知浓度的检测液时，将417nm左右处各浓度二价镍离子溶液的吸光度(A)与对照混合液的吸光度(A₀)的差值(A-A₀)，与标准曲线进行比较，或代入相应的线性公式，例如图4所示的线性方程y=0.0015x+0.1324中，即可获得二价镍离子浓度X的数值。

试剂盒

本发明还提供了用于检测二价镍离子的检测试剂盒。通常，本发明的试剂盒包括以下部件：

(a)吐温；吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或其组合，优选为吐温20和吐温40。

(b)银纳米粒子前驱体；为可溶性银盐溶液或酸，在另一优选例中，所述的可溶性盐溶液为硝酸银；

(c)二肟类化合物：为含有两个肟基（-NCO）的肟类化合物或在溶液中生成含有二肟类的化合物，优选的为呋喃二肟、1,4-环己二酮二肟、2,2’联麸酰基二肟、丁二肟和1,4-苯醌二肟；

(d)还原剂：包括L-抗坏血酸、柠檬酸、盐酸羟胺、硼氢化钠与硼氢化钾或其组合，优选为硼氢化钠（NaBH₄）与硼氢化钾（KBH₄）；

(e)使用说明书。

其中，所述的吐温、银纳米粒子前驱体、二肟类化合物和还原剂可反应形成一含吐温修饰的银纳米粒子的检测液。

在另一优选例中，所述的说明书描述了本发明方法，和/或所述说明书包括检测二价镍离子的标准图谱；和/或所述说明书包括了颜色比较的说明以及比色对照卡或图。

在另一优选例中，所述的组分(a)、(b)、(c)和（d）分别位于不同的容器或包装中。

待测样本

本发明方法和试剂盒可用于检测任何含二价镍离子的样品，还可用于检测含任何可转化为二价镍离子的其他价态镍的样品。

可用于本发明的待测样品没有特别的限制，代表性例子包括(但并不限于)：环境中的水样、固态的环境样品、食品浸出液样品、人体组织浸出液样品、漂浮在大气中的灰尘经过处理后获得的溶液。

其中，所述溶液的溶剂为水或水与其它溶剂形成的混合溶剂。

在另一优选例中，所述的待测液为河水、湖水的水样，来自工矿、电器、电镀行业、电池行业的水样，土壤中的环境水样以及大气中可吸入颗粒物的水样等。

本发明的有益效果包括：

1.特异地、灵敏地检测的Ni²⁺浓度：本发明方法通过纳米银粒子能准确判断样本中是否含有Ni²⁺，并在Ni²⁺浓度较低时(<1×10^-5mol/L)，也能不受样本中其他离子或分子(如K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Ca²⁺、Ba⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Hg²⁺、Li⁺、Zr⁴⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Cr₂O₇ ^2-、SO₄ ^2-、C₂O₄ ^2-、S^2-、PO₄ ^3-、CO₃ ^2-、Thr、Lys、Cys、His、Arg、SO₃ ^2-、S₂O₃ ^2-等)的干扰，较准确地测出Ni²⁺浓度。

2.操作简单、快速，成本低廉：本发明配置简单的、市售可得的溶液，利用纳米银粒子与Ni²⁺选择性络合的机制可快速测量Ni²⁺浓度。且本发明操作方法所用的前驱体、中间产物均为溶于水的无机离子，无毒无害，环保无污染。

3.对测定对象的限制较少：本发明可适于在现场实地操作，可用于江河湖泊水质调查、企业工厂排水水质监测和生活用水以及经过处理后获得的各种水样的检测，具有广泛的推广和应用价值。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。

实施例1：二价镍离子的检测

1.1标准品制备

将不同剂量的加入去离子水制成已知浓度的水溶液：C₀～C₇，其中C₀为对照。

制备检测液：取20mmol/L的硝酸银溶液1mL加入到178mL去离子水中，搅拌10分钟，加入10mL 2％吐温40，搅拌30分钟，然后逐滴加入12mL 6mmol/L的硼氢化钠水溶液，在室温下持续搅拌30分钟，并加入0.1mol/L丁二肟20ml，用氢氧化钠溶液调节检测液的pH浓度至8.5-9.5，即得到含有丁二肟修饰吐温40保护的银纳米粒子检测液。将检测液加入待测混合液。

1.2颜色变化

随着二价镍离子浓度的增加，溶液颜色变化逐渐增大。颜色变化大致如下：黄色→红黄色→酒红色。

其结果可见表1、图2（部分）。结果表明，浓度为200μmol/L的Ni²⁺有明显酒红色变化，而20μmol/L的Ni²⁺的略显有红黄色，当Ni²⁺浓度小于1×10^-5M时，溶液不变色。

表1

1.3紫外吸收变化

观察并在300～900nm的范围内，使用紫外可见光测量已知浓度的Ni²⁺去离子水溶液的吸光度，将所得测量结果与已知浓度进行比较，确定本发明方法能够获得二价镍离子的定性和定量分析。

其结果可见图3，箭头给出的是在417nm处，当Ni²⁺浓度小于1×10^-5M时，随着镍离子浓度的递减，二价镍离子的相对紫外可见光吸收值递减。

1.4标准曲线制作

配置不同浓度镍离子并加入到检测液中，测试其紫外吸收光谱。根据不同浓度镍离子吸收光谱减去对照的吸收光谱制得0.01-50μmol/L范围内“相对吸收光谱-浓度”工作曲线，其中在0.8μmol/L-20μmol/L范围内基本呈线性关系（图4）。

1.5验证

使用本发明方法对实施例1.2中配置的Ni²⁺溶液进行双盲浓度验证。

其结果可见表2：由此可知，双盲验证所测得的结果与已知浓度非常接近，说明本测量方法准确可靠。

表2

实施例2检测本发明方法的特异性

2.1以实施例1.1中所制得的检测液分别对各种离子及分子（K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Ca²⁺、Ba⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Hg²⁺、Li⁺、Zr⁴⁺、Sr²⁺、Al³⁺、Ni²⁺、Cr₂O₇ ^2-、SO₄ ^2-、C₂O₄ ^2-、S^2-、PO₄ ^3-、CO₃ ^2-、Thr、Lys、Cys、His、Arg、SO₃ ^2-、S₂O₃ ^2-）进行检测，以盐或分子形式加入，离子浓度分别为20μmol/L，氨基酸的浓度为20μmol/L。

其结果见图5，可见只有镍离子溶液显红黄色，而其他离子或分子溶液不变色，由此说明本发明中二肟类修饰吐温保护的银纳米粒子对镍离子浓度测定的特异性较高，其他离子或分子无干扰。

2.2将实施例1.1中所制得的检测液分别与实施例2.1中的部分阴阳离子以及镍离子溶液进行混合，并进行相对紫外可见吸收值的测定。

其结果可见图6，说明以本发明检测的镍离子其相对紫外可见吸收值与其他阴阳离子有明显差异。

2.3将实施例2.1中各种离子及分子与二价镍离子（5μmol/L）溶液混合，离子的总浓度约为320～340μmol/L，氨基酸的总浓度为100μmol/L。使用实施例1.1中所制备的检测液对上述混合溶液进行检测，并测定其相对紫外可见吸收值。

出乎意料的是，混合溶液与镍离子的的相对紫外可见吸收值无明显差异，该结果提示，由于镍离子与丁二肟之间的结合作用远远大于其它离子或分子与丁二肟的结合作用，所以即使在其他离子或分子存在条件下，本发明方法也不会产生对镍离子浓度测定的干扰。

实施例3河水水样中Ni²⁺的检测

制备检测液：同实施例1,区别在于本实施例使用吐温20,还原剂取硼氢化钠水溶液10mL，pH值调节至8.70。

待检测水样采集S3.1～S3.3：用水样采集瓶在河的三个不同地点的一定深度（20～50cm）处采集水样。

10分钟左右，一份检测混合液的颜色变为红黄色，说明检测水样中含有Ni²⁺，且浓度大于或等于10^-5mol/L。

30分钟后，将余检测水样与比色对照图进行对比，未变色，说明待检测水样中不含Ni²⁺或仅含微量Ni²⁺（浓度小于10^-5mol/L），对未变色的检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，可见在300-900nm范围内紫外可见吸收强度的变化，将在420nm左右处的吸光度差值与本发明内容中紫外线标准图谱进行比对，得出待测水样的二价镍离子浓度范围。

其结果可见表3

表3

实施例4：工矿、电器、电镀厂水样中Ni²⁺的检测

制备检测液：方法同实施例1。

待检测水样采集S4.1～S4.6：在废水排放口的取样位置处每隔一段时间（1h，2h）采集水样。

将制备检测液与待检测水样分别混合，pH值调节至9.70。

10分钟左右，两份检测混合液的颜色变为酒红色，说明检测水样中含有Ni²⁺，且浓度大于或等于10^-5mol/L。

30分钟后，将余待检测水样与比色对照图进行对比，未变色，说明待检测水样中不含Ni²⁺或仅含微量Ni²⁺（浓度小于10^-5mol/L），对未变色的检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，可见在300-900nm范围内紫外可见吸收强度的变化，将在420nm左右处的吸光度差值与本发明内容中紫外线标准图谱进行比对，得出待测水样的二价镍离子浓度范围。

其结果可见表4。

表4

实施例5：土壤中Ni²⁺的检测

制备检测液：同实施例1,区别在于本实施例使用吐温60,还原剂取硼氢化钠水溶液15mL，搅拌30～60分钟，pH值调节至10.70。

待检测水样采集：在同一土壤采样地点做多点采样然后混合均匀，将混合后的土壤样品加入到超纯水中，静止沉淀直至上层液呈现透明，然后取其上层液并将得到的上层液酸化，得到待检测水样S5。

40分钟后，将待检测水样与比色对照图进行对比，未变色，说明待检测水样中不含Ni²⁺或仅含微量Ni²⁺（浓度小于10^-5mol/L），对未变色的检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，可见在300-900nm范围内紫外可见吸收强度的变化，将在420nm左右处的吸光度差值与本发明内容中紫外线标准图谱进行比对，得出待测水样的二价镍离子浓度约为1.9μmol/L。

实施例6：大气中可吸入颗粒物Ni²⁺中的检测

制备检测液：同实施例1,区别在于本实施例使用吐温80,还原剂取硼氢化钠水溶液15mL，搅拌20～45分钟。

待检测水样采集：通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取一定体积的空气，则空气中粒径小于100μm的悬浮颗粒物被截留在已恒重的滤膜上，将收集到的悬浮颗粒用盐酸酸化，使其溶解，pH值调节至11.70，得到待检测水样S6。

30分钟后，将待检测水样与比色对照图进行对比，未变色，说明待检测水样中不含Ni²⁺或仅含微量Ni²⁺（浓度小于10^-5mol/L），对未变色的检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，可见在300-900nm范围内紫外可见吸收强度的变化，将在420nm左右处的吸光度差值与本发明内容中紫外线标准图谱进行比对，得出待测水样的二价镍离子浓度约为0.9μmol/L。

实施例7：河水水样中Ni²⁺的检测

制备检测液：方法同实施例1，区别在于二肟类化合物为1,4-环己二酮二肟。

待检测水样采集S7.1～S7.3：同实施例3.

将制备检测液与待检测水样分别混合，pH值调节至9.70。

10分钟左右，一份检测混合液的颜色变色，为酒红色，说明检测水样中含有Ni²⁺，且浓度大于或等于10^-5mol/L。

其结果可见表5。

表5

实施例8：工矿、电器、电镀厂水样中Ni²⁺的检测

制备检测液：方法同实施例1，区别在于还原剂为12mmol/L L-抗坏血酸。

待检测水样采集S8.1～S8.6：同实施例4。

将制备检测液与待检测水样分别混合，pH值调节至9.00。

10分钟左右，一份检测混合液的颜色变色，为红黄色，说明检测水样中含有Ni²⁺，且浓度大于或等于10^-5mol/L。

30分钟后，将余待检测水样与比色对照图进行对比，未变色，说明待检测水样中不含Ni²⁺或仅含微量Ni²⁺（浓度小于10^-5mol/L），对未变色的检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，可见在300-900nm范围内紫外可见吸收强度的变化，将在420nm左右处的吸光度差值与本发明内容中紫外线标准图谱进行比对，得出待测水样的二价镍离子浓度。

其结果可见表6。

表6

实施例9：土壤中Ni²⁺的检测

制备检测液：方法同实施例1，区别在于还原剂为12mmol/L柠檬酸，二肟类化合物为呋喃二肟。

待检测水样采集S9：同实施例5。

40分钟后，将待检测水样与比色对照图进行对比，未变色，说明待检测水样中不含Ni²⁺或仅含微量Ni²⁺（浓度小于10^-5mol/L），对未变色的检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，可见在300-900nm范围内紫外可见吸收强度的变化，将在420nm左右处的吸光度差值与本发明内容中紫外线标准图谱进行比对，得出待测水样的二价镍离子浓度约为2.0μmol/L。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种检测二价镍离子的方法，包括以下步骤：

(a)提供一种含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子检测液；

(b)向所述检测液中加入待测样本，形成检测混合液；

(c)观察或测量所述检测混合液的颜色和/或紫外可见光光谱，并与对照相比或与标准图谱进行比较，从而得出待测样本是否存在二价镍离子和/或二价镍离子的浓度的测定结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的检测液可以如下获得：向吐温与银纳米粒子前驱体形成的混合液中加入二肟类化合物；和/或

将吐温、银纳米粒子前驱体以及二肟类化合物混合，制得含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子检测液。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的吐温为吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或其组合，优选为吐温20和吐温40；和/或

所述的二肟类化合物为含有两个肟基（-NCO）的肟类化合物或在溶液中生成含有二肟类的化合物，优选为呋喃二肟、1,4-环己二酮二肟、2,2’联麸酰基二肟、丁二肟和1,4-苯醌二肟。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，提供所述的检测液还包括以下步骤：

(i)向吐温与银纳米粒子前驱体形成的混合液中加入还原剂以形成吐温保护的银纳米粒子的混合液(即纳米银胶体)；和/或

(ii)向吐温、银纳米粒子前驱体以及二肟类化合物混合形成的混合液中加入还原剂以形成含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子检测液；

(iii)对所述的混合液进行搅拌。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的还原剂包括L-抗坏血酸、柠檬酸、盐酸羟胺、硼氢化钠与硼氢化钾或其组合，优选为硼氢化钠（NaBH₄）与硼氢化钾（KBH₄）。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对照是如下形成的对照混合液：向所述吐温保护的银纳米粒子的检测液中加入不含二价镍离子的水溶液，形成对照混合液，并且满足下式V1/V2=V3/V4， 

式中，

V1是用于形成对照混合液的所述不含二价镍离子的水溶液的体积；

V2是用于形成对照混合液的所述检测液的体积；

V3是用于形成检测混合液的所述待测样本的体积；

V4是用于形成检测混合液的所述检测液的体积。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的标准图谱是通过如下方法制得：

向含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子的检测液中加入不同浓度的二价镍离子，制得多个检测混合液；

测量各检测混合液的紫外可见光光谱吸收；

绘制“检测混合液的紫外可见光光谱吸收值-二价镍离子浓度”曲线，或绘制“相对紫外可见光吸收值-二价镍离子浓度”图谱，作为标准图谱。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的吐温的浓度为0.01-10%，更佳地，为0.05-0.5%；和/或

所述的银纳米粒子前驱体为可溶性银盐溶液或酸，优选为硝酸银溶液，其浓度为0.05-2mmol/L，更佳地，为0.1-0.5mmol/L；和/或

所述的二肟类化合物浓度为1-200mmol/L，更佳地，为5-50mmol/L；和/或

所述吐温与银纳米粒子前驱体的体积比为0.5：1～100：1，更佳地，为3：1～20：1；和/或

所述二肟类化合物与银纳米粒子前驱体的体积比为5：1～50：1，更佳地，为10：1～30：1；和/或

所述的含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子的检测液的pH值为7.5-12.5，更佳地，为8.5-9.5，和/或

所述的紫外可见光光谱吸收在300-900nm(较佳地380～480nm，更佳地420nm左右)波长下测定。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的待测样本包括环境水样、血样、组织液样品、经处理的固体及气体样品的水溶液。

10.一种用于检测二价镍离子的试剂盒，包括：

(a)吐温；吐温20、吐温40、吐温60、吐温80或其组合，优选为吐温20和吐温40；

(b)银纳米粒子前驱体；为可溶性银盐溶液或酸，在另一优选例中，所述的 可溶性盐溶液为硝酸银；

(c)二肟类化合物：为含有两个肟基（-NCO）的肟类化合物或在溶液中生成含有二肟类的化合物，优选的为呋喃二肟、1,4-环己二酮二肟、2,2’联麸酰基二肟、丁二肟和1,4-苯醌二肟；

(d)还原剂：包括L-抗坏血酸、柠檬酸、盐酸羟胺、硼氢化钠与硼氢化钾或其组合，优选为硼氢化钠（NaBH₄）与硼氢化钾（KBH₄）；和

(e)使用说明书；

其中，所述的吐温、银纳米粒子前驱体、二肟类化合物和还原剂可反应形成一含二肟类化合物修饰吐温保护的银纳米粒子的检测液。 

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