CN103439267A - 一种二价汞离子的检测试剂组合及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于检测二价汞离子的试剂组合及检测方法。具体地，所述的试剂组合包含柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液。用所述的试剂组合检测样品中二价汞离子的检测方法具有检测快速，实验条件简易，结果准确等特征。

Description

一种二价汞离子的检测试剂组合及检测方法

技术领域

本发明涉及重金属离子检测领域，具体地，本发明涉及一种二价汞离子的检测试剂，及其检测方法。

背景技术

近年来各类重金属离子的污染事件频发，人们的身体健康受到了严重的侵害，例如血铅事件、汞中毒、铬胶囊事件等，引起了民众的高度关注。重金属污染与有机污染物不同，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，进入江河、湖泊、水库等水体后，不仅会破坏生态系统，也会随着动植物的富集吸收，通过食物链危害人类的健康。随着人们对环境保护意识的普遍提高，对环境中重金属离子的检测也提出了更高的要求。

在各种重金属中，汞元素是毒性最大的元素之一。汞元素一旦进入人体血液，通过血脑屏障进入脑组织，损害脑组织功能。在其它组织中也会转移到肾中蓄积起来。金属汞慢性中毒的临床表现，主要是神经性症状，如头痛、肢体麻木等；大量摄入汞会出现急性中毒，其表现为肝炎、肾炎、尿血和尿毒症等。然而有机汞的毒性更大，无论以任何途径侵入，均可发生口腔炎，口服引起急性胃肠炎，神经衰弱综合征，精神障碍、谵妄、昏迷、瘫痪、震颤、共济失调、向心性视野缩小，重者可致急性肾功能衰竭等。因此对汞元素更需要做到早检测、早治理。

目前我国有关标准已将饮用水中汞含量上限标准定为0.001mg/L。而检测Hg²⁺主要是借助有机发色团、荧光团、寡核苷酸、DNA酶、电化学、共轭聚体技术手段来完成；也可借助分析设备如原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)，这些方法虽然能使Hg²⁺的检出限达到很低，但准确度不高，因为天然水体的成分复杂，水的浊度、色度、水中的氧化性和还原性物质都对检测产生严重的干扰。同时这些检测方法大多需要依靠庞大或昂贵的精密仪器来完成，现场及时性差，成本花费过高。

综上所述，本领域尚缺乏一种能够快速、及时、实地、简便地检测出水溶液中低浓度汞离子的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够快速、及时、实地、简便地检测出水溶液中低浓度汞离子的检测试剂，及其检测方法。

本发明的第一方面，提供了一种检测二价汞离子的试剂组合，所述的试剂组合包括：

组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；和

组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分。

在另一优选例中，所述溶液中，金纳米粒子的浓度为2.5nM-100nM。

在另一优选例中，所述的溶液中，金纳米粒子的浓度为10-40nM。

在另一优选例中，所述的配体溶液选自下组：苯胺溶液，联苯胺溶液，联苯二胺溶液，或其组合。

在另一优选例中，所述的苯二胺选自下组：邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺。

在另一优选例中，所述金纳米粒子溶液的pH=5-9。

在另一优选例中，所述金纳米粒子溶液的pH=6-8，较佳地，所述金纳米粒子溶液的pH=6.5-7.5。

本发明的第二方面，提供了一种检测二价汞离子的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括：

组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；

任选的组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分；和

使用说明，所述使用说明描述了通过使用组分(a)和(b)检测二价汞离子的方法。

在另一优选例中，所述的试剂成分包括：

(i)金纳米粒子前驱体；

(ii)还原剂；和

任选的(iii)保护剂。

在另一优选例中，所述的配体溶液选自下组：苯胺溶液，含苯胺结构的衍生物溶液，或其组合。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子前驱体为可溶性金盐，较佳地，所述的金纳米粒子前驱体选自下组：氯化金、氯化亚金、氯金酸、氯金酸钾、氯金酸钠，或其组合；和/或

所述的还原剂为柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合；和/或

所述的保护剂为柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合。

在另一优选例中，所述的含苯胺结构的衍生物溶液选自下组：联苯胺，联苯二胺，或其组合。

在另一优选例中，所述的苯二胺选自下组：邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺。

在另一优选例中，所述的试剂盒还包括pH调节试剂。

在另一优选例中，所述的pH调节试剂是强酸和/或强碱，较佳地，所述的pH调节试剂选自下组：氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸、盐酸。

在另一优选例中，所述的还原剂和保护剂是相同的。

本发明的第三方面，提供了一种试剂组合的用途，所述试剂组合由以下组分构成：

组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；和

组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分；

并且所述试剂组合的用于制备检测二价汞离子的试剂盒或试剂。

本发明的第四方面，提供了一种二价汞离子的检测方法，其特征在于，包括步骤：用如本发明第一方面所述的试剂组合，或如本发明第二方面所述的试剂盒进行检测。

在另一优选例中，所述方法包括步骤：

提供如本发明第一方面所述的组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；和

组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分；

提供一待测样品溶液；

将所述待测样品溶液与所述的金纳米粒子溶液和配体溶液，形成检测混合物；

检测所述的检测混合物的光谱学特征，从而得到测定结果。

在另一优选例中，所述的光谱学特征选自下组：颜色、光吸收强度、吸收光谱峰，或其组合。

在另一优选例中，所述方法还包括：用肉眼观察所述检测混合液的颜色。

在另一优选例中，所述方法还包括：用仪器分析方法检测所述检测混合液的颜色。

在另一优选例中，所述的仪器分析方法选自下组：分光光度检测法、紫外-可见吸收光谱法。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子溶液通过包括以下步骤的方法制备：

提供一溶解有金纳米粒子前驱体的水溶液；

往上述水溶液中加入还原性试剂，得到金纳米粒子溶液。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子前驱体是可溶性金盐。

在另一优选例中，所述的可溶性金盐选自下组：氯化金、氯化亚金、氯金酸、氯金酸钾、氯金酸钠，或其组合。

在另一优选例中，所述的还原性试剂为选自下组的试剂：柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子溶液用如本发明第二方面所述的试剂盒制备。

在另一优选例中，所述的还原性试剂在搅拌和/或加热至沸腾的条件下加入。

在另一优选例中，所述的方法还包括：提供一对照混合液，通过比较所述检测混合液和所述对照混合液的光谱学特征，判断所述样品中是否存在二价汞离子和/或样品中二价汞离子的含量。

在另一优选例中，所述的对照混合液的制备方法包括步骤：

提供一不含有汞离子的空白溶液；

将所述的金纳米粒子溶液和配体溶液加入空白溶液中，形成对照混合液；

通过所述对照混合液和所述检测混合液的光谱学特征差异，从而得到检测结果。

在另一优选例中，所述的光谱学特征选自下组：颜色、光吸收强度、吸收光谱峰，或其组合。

在另一优选例中，所述方法还包括：用肉眼分别观察所述检测混合液和所述对照混合液的颜色。

在另一优选例中，所述方法还包括：用仪器分析方法分别检测所述检测混合液和所述对照混合液的颜色。

在另一优选例中，所述的仪器分析方法选自下组：分光光度检测法、紫外-可见吸收光谱法。

在另一优选例中，所述的方法还包括：用pH调节试剂调节待测样品溶液pH至5-9。

在另一优选例中，用pH调节试剂调节样品溶液至pH值为pH=6-8，较佳地为6.5-7.5。

在另一优选例中，所述方法包括步骤：

用所述检测混合液与标准样品进行比较，判断待测样品中是否存在二价汞离子和/或判断待测样品中二价汞离子的浓度。

在另一优选例中，所述方法包括：对所述检测混合液作光谱分析，并将所得结果与预制的标准曲线对比。

在另一优选例中，所述方法包括：用所述检测混合液与标准比色卡进行对比。

在另一优选例中，所述的标准曲线通过以下步骤制备：

(I)提供多个不同浓度的二价汞离子水溶液，并向所述溶液中加入所述的金纳米粒子溶液和配体溶液，得到相应的已知浓度的标准样品；

(II)测量各检测混合物的光谱学特征参数；

(III)绘制“检测混合物的光谱学特征参数-二价汞离子浓度”曲线，或绘制“相对紫外可见光吸收值-二价汞离子浓度”图谱，作为标准图谱；

在另一优选例中，该紫外可见光光谱吸收在400-800nm波长下测定，较佳地在500-700nm波长下测定。

在另一优选例中，所述的紫外可见光光谱吸收在520和680nm左右波长下进行测定。

在另一优选例中，所述的样品水溶液是选自下组的样品经过或未经过预处理制成的溶液：环境水样、生物样品、固态环境样品、食品、化妆品、工业废水、人体尿液、血样，或其组合。

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1是本发明中含不同浓度Hg²⁺的检测混合液的比色检测结果图。

图2是本发明得到的检测混合液的紫外可见光光谱吸收值-二价汞离子浓度曲线图。

图3是本发明检测混合液的肉眼比色特异性的对比图。

图4是本发明检测混合液得到的相对紫外可见光吸收值-二价汞离子浓度标准曲线。

图5是本发明方法检测混合液得到的紫外谱图的特异性结果，其中Hg²⁺的浓度为1μM，其他离子的浓度为10μM。

具体实施方式

本发明人经过长期而深入的研究，意外地发现，当金纳米粒子溶液中存在二价汞离子时，在所述溶液中加入配体溶液，会影响或干扰配体与金纳米粒子的相互作用（如结合），从而使溶液的吸收保持不变，呈现原来的颜色，且上述的显色反应非常明显，用肉眼即可判断。基于上述发现，发明人完成了本发明。

术语

如本文所用，术语“光谱学特征”指与物质发射、吸收或散射的光相关的物理特性，如吸收光谱，发射光谱，吸光度，透光度等。

术语“光谱学特征参数”指与物质发射、吸收或散射的光相关的物理参数，特别地，本发明所述的光谱学特征是指检测混合物发射、吸收的紫外或可见光相关的物理参数，如颜色、紫外-可见吸收光谱、或紫外-可见范围内某一特定波长的吸光度等。

术语“检测混合液”指待测样品与本发明的试剂以及配体溶液形成的混合液。

术语“对照混合液”指标准样品与本发明的试剂以及含苯二胺的溶液形成的混合液。所述的标准样品可以是已知二价汞离子浓度的样品，或不含二价汞离子的空白样品。

检测溶液中的Hg²⁺的试剂组合

本发明提供了一种检测二价汞离子的试剂组合，包括：

组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；和

组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分。

较佳地，所述的配体为苯二胺，或苯胺的衍生物，如联苯胺，联苯二胺等。

所述的苯二胺选自下组：邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺。

一种优选的所述金纳米粒子溶液的pH=5-9，较佳地，所述金纳米粒子溶液的pH=6-8，更佳地，所述金纳米粒子溶液的pH=6.5-7.5。

本发明所述的试剂组合也可以制成包括以下试剂的试剂盒形式：

组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；

任选的组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分；和

使用说明，所述使用说明描述了通过使用组分(a)和(b)检测二价汞离子的方法。

在另一优选例中，所述的试剂盒包括：

(i)金纳米粒子前驱体；

(ii)还原剂；和

任选的(iii)保护剂。

在使用前，将各组分混合，从而得到本发明第一方面的试剂组合。

在另一优选例中，所述的试剂盒还可以包括配体溶液。

在另一优选例中，所述的试剂盒还可以包括pH调节试剂，用于调节所述的试剂。

所述的pH调节试剂是强酸和/或强碱，较佳地，所述的pH调节试剂选自下组：氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸、盐酸。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子前驱体为可溶性金盐，较佳地，所述的可溶性金盐选自下组：氯化金、氯化亚金、氯金酸、氯金酸钾、氯金酸钠，或其组合；和/或

所述的还原剂为柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合；和/或

所述的保护剂为柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合。

在另一优选例中，所述的还原剂和保护剂是相同的。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子溶液通过包括以下步骤的方法制备：

提供一溶解有金纳米粒子前驱体的水溶液；

往上述水溶液中加入还原性试剂，得到金纳米粒子溶液。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子前驱体是可溶性金盐，较佳地选自下组：氯化金、氯化亚金、氯金酸、氯金酸钾、氯金酸钠，或其组合。

在另一优选例中，所述的还原性试剂为选自下组的试剂：柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合。

检测溶液中的Hg²⁺的方法

本发明还提供了一种二价汞离子的检测方法，所述的检测方法包括步骤：

提供本发明所述的组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；和

组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分；

提供一待测样品溶液；

将所述待测样品溶液与所述的金纳米粒子溶液和配体溶液混合，形成检测混合物；

检测所述的检测混合物的光谱学特征，从而得到测定结果。

在另一优选例中，所述的光谱学特征选自下组：颜色、光吸收强度、吸收光谱峰，或其组合。

在另一优选例中，所述方法还包括：用肉眼观察所述检测混合液的颜色。

在另一优选例中，所述方法还包括：用仪器分析方法检测所述检测混合液的颜色。

在另一优选例中，所述的仪器分析方法选自下组：分光光度检测法、紫外-可见吸收光谱法。

所述的金纳米粒子溶液可以是预制试剂，如通过市售途径购买得到，也可以是现制的，如通过包括以下步骤的方法制备：

提供一溶解有金纳米粒子前驱体的水溶液；

往上述水溶液中加入还原性试剂，得到金纳米粒子溶液。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子前驱体是可溶性金盐。

在另一优选例中，所述的可溶性金盐选自下组：氯化金、氯化亚金、氯金酸、氯金酸钾、氯金酸钠，或其组合。

在另一优选例中，所述的还原性试剂为选自下组的试剂：柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合。

在另一优选例中，所述的金纳米粒子溶液用如本发明第二方面所述的试剂盒制备。

在另一优选例中，所述的还原性试剂在搅拌和/或加热至沸腾的条件下加入。

在另一优选例中，所述的方法还包括设置一对照混合液，通过比较对照混合液和检测混合液的光谱学特征差异从而得到检测结果。

所述的对照混合液可以预制并密封保存，也可以是现制的。较佳地，所述的对照混合液的制备方法包括：

提供一不含有汞离子的空白溶液；

将所述的金纳米粒子溶液和配体溶液加入空白溶液中，形成对照混合液；

通过所述对照混合液和所述检测混合液的光谱学特征差异，从而得到检测结果。

在另一优选例中，所述的光谱学特征选自下组：颜色、光吸收强度、吸收光谱峰，或其组合。

在另一优选例中，所述方法还包括：用肉眼分别观察所述检测混合液和所述对照混合液的颜色。

在另一优选例中，所述方法还包括：用仪器分析方法分别检测所述检测混合液和所述对照混合液的颜色。

在另一优选例中，所述的仪器分析方法选自下组：分光光度检测法、紫外-可见吸收光谱法。

较佳地，所述的方法还包括：用pH调节试剂调节样品溶液pH至5-9。

在另一优选例中，用pH调节试剂调节样品溶液至pH值为pH=6-8，较佳地为6.5-7.5。

在本发明中，还可以设置已知浓度的标准样品，通过比较标准样品与检测混合液的光谱学特征，从而得到待测样品的浓度。其中，所述的标准样品的制备方法包括步骤：

用所述检测混合液与标准样品进行比较，判断待测样品中是否存在二价汞离子和/或判断待测样品中二价汞离子的浓度。

在另一优选例中，所述方法包括：对所述检测混合液作光谱分析，并将所得结果与预制的标准曲线对比。

在另一优选例中，所述方法包括：用所述检测混合液与标准比色卡进行对比。

在另一优选例中，所述的标准曲线通过以下步骤制备：

(I)提供多个不同浓度的二价汞离子水溶液，并向所述溶液中加入所述的金纳米粒子溶液和配体溶液，得到相应的浓度已知的标准样品；

(II)测量各检测混合物的光谱学特征参数；

(III)绘制“检测混合物的光谱学特征参数-二价汞离子浓度”曲线，或绘制“相对紫外可见光吸收值-二价汞离子浓度”图谱，作为标准图谱；

在本发明的一个优选例中，以上述各已知汞离子的浓度作为横坐标(X)，以含有不同浓度的汞离子混合液的吸光度(A680)与空白混合液的吸光度(A520)的比值(A680/A520)，即“相对紫外可见光吸收值”作为纵坐标(Y)，得出其散点图，并计算出二者的线性关系。一个典型实施例的结果如图4。

在测定未知浓度的检测液时，以含有各个浓度的汞离子混合液的吸光度(A680)与空白混合液的吸光度(A520)的比值(A680/A520)代入图4的公式Y中，即可获得汞离子的浓度数值。

另一优选例中，该紫外可见光光谱吸收在400-800nm波长下测定，较佳地在500-700nm波长下测定。

在另一优选例中，所述的紫外可见光光谱吸收在520nm和680nm左右波长下进行测定。

在本发明中，所述的样品水溶液的种类没有特别限制，可以是包括(但并不限于)选自下组的样品经过或未经过预处理制成的溶液：环境水样、生物样品、固态环境样品、食品、化妆品、工业废水、人体尿液、血样，或其组合。

在本发明中，一种优选的检测方法包括如下步骤：

(1)在水溶液中加入适量的可溶性金盐，在加热和搅拌的条件下，加入柠檬酸化合物作为还原剂，反应一段时间后，制得含有柠檬酸根离子修饰保护的金纳米粒子的检测液；并配置一定浓度的苯二胺溶液。

(2)配制不含汞离子的水溶液作为空白溶液，将对比溶液以及与对比溶液等体积的被检测水溶液，并将溶液调节成弱酸/弱碱性。从步骤(1)中制得的检测液，量取两份体积相同的检测液样品，加入到等量的空白溶液和被检测溶液中，形成第一混合液和第二混合液；

(3)往步骤(2)中的第一混合液和第二混合液加入相同量的(1)中配好的苯二胺溶液。对比第二混合液与第一混合液的颜色或紫外可见吸收强度、峰值的变化，判断被检测溶液中是否存在Hg²⁺。

上述检测过程中，第一检测混合液(无Hg²⁺)的颜色为灰蓝色，当第二检测混合液的颜色相对于第一检测混合液的颜色变为红色或颜色变红时，则判定待测样本中含有Hg²⁺，并且Hg²⁺的浓度大于或等于1×10^-7mol/L。没有发生颜色变化，则待测样品中不一定含有Hg²⁺。进一步测量未变色的检测混合液的光谱数据，从而进一步确定待测样品中是否存在Hg²⁺。

作为优选，提供能够反映水溶液中Hg²⁺浓度与紫外可见吸收强度关系的标准曲线图，那么可以通过本发明得到的第二混合液的紫外可见吸收强度与该标准曲线图进行对比，从而获得第二混合液中Hg²⁺的浓度。该标准曲线图的具体绘制方法如下：

按照所述的第二混合液的配制方法配制一系列不同浓度的Hg²⁺水溶液，在波长为400～800nm区间内扫描其紫外可见吸收强度，以混合液的紫外可见吸收强度为纵坐标，混合液中含有的Hg²⁺浓度为横坐标绘制曲线，即获得标准曲线图，如图2；

通过实验发现，标准曲线图绘制时，随着Hg²⁺浓度的增加，紫外可见吸收强度的检测波长优选为520nm和680nm。得到相对紫外可见光吸收值与二价汞离子浓度的关系，如图4。

上述技术方案中，所述的反应时间为10-30分钟；

所述的被检测水溶液可以是环境中的水样，例如，河水、湖水以及海水等；可以是液态样品经过处理后获得的样品，如血液制品、尿液制品等；可以是固态的环境样品(如食品与蔬菜制品等)经过处理后获得的水溶液；也可以是漂浮在大气中的灰尘经过处理后获得的水溶液。

作为优选，上述的步骤(1)、(2)中，将得到的金纳米粒子溶液与被检测溶液进行pH调节，使其pH值调节为6.5～7.5，然后进行步骤(3)的操作，不仅可以节省检测时间，而且还可以提高检测限和灵敏度。对于强碱性待测样品溶液，优选强酸，优选用盐酸调节pH值；对于强酸性待测样品溶液，优选强碱，特别优选利用氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液调节pH值。

本发明的主要优点

(1)本发明提供了一种用于检测水溶液中Hg²⁺的方法，直接通过肉眼判别溶液颜色的变化实现对溶液中Hg²⁺的裸眼比色检测，也可以通过简单的仪器设备快速检测溶液体系中的Hg²⁺的含量，实现了对被检测液中汞离子的定性和定量检测。

(2)本发明的检测方法操作简单方便、快速、成本低廉、灵敏度高并且可以在现场实地操作，适用于江河湖泊海洋水质调查、企业工厂排水水质自检、监测和生活用水以及经过处理后获得的各种水样的检测，具有广泛的应用价值。

(3)本发明的方法仅通过肉眼比色，即可达到最低1×10^-7mol/L的检测下限；通过本发明方法结合仪器分析手段，还能够检测出更低浓度(5nM)的二价汞离子水溶液样品，具有非常高的灵敏度。

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，否则百分比和份数按重量计算。

<材料来源>

1.柠檬酸钠：购自国药化学试剂有限公司；型号：分析纯(AR)。

2.四氯金酸：购自国药化学试剂有限公司；型号：分析纯(AR)。

3.苯二胺：购自阿拉丁试剂有限公司；型号：分析纯(AR)。

通用方法：标准曲线的制备

(1)制备本发明的检测液：所述的检测液可以通过以下方法制备：

将5mL50mM的氯金酸溶液加入到91mL的超纯水中，并在边搅拌、边加热至沸腾的条件下，加入4mL质量分数为1%的柠檬酸钠溶液作为还原剂，反应30min后，制得柠檬酸根修饰的金纳米粒子溶液；并配置50uM苯二胺溶液。

(2)制备标准样品：用去离子水和二价汞盐配制一系列Hg²⁺离子浓度依次为0.01μM、0.02μM、0.04μM、0.08μM、0.1μM、0.2μM和0.4μM的标准溶液，分别取不同浓度的标准溶液各0.1mL，并各自加入0.85mL步骤1所制备的检测样品液，并加入(1)中制备的苯二胺溶液(60μL)。静置30分钟。

(3)绘制标准曲线：对上述制备得到的标准样品进行紫外可见分光光度计测量，在400～800nm区间内测得的紫外可见吸收强度的变化，并记录520nm及680nm处的吸光度比值。以标准样品的浓度作为横坐标，吸光度比值作为纵坐标，绘制标准曲线。绘制的标准曲线如图4所示。

不同浓度下检测混合液的紫外测试

0.85mL的金纳米粒子溶液，加入0.1mL的各个浓度的Hg²⁺，混匀后，再加入60uL50uM苯二胺溶液，反应30min进行紫外测试，结果如图2所示。

检测试剂特异性测试

配制Cl^-、F^-、SO₃ ^2-、C₂O₄ ^2-、CO₃ ^2-、PO₄ ^3-、SO₄ ^2-、Ac^-、NO₃ ^-、Na⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺、Al³⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Hg²⁺离子溶液(其中Hg²⁺的浓度为1μM，其他离子的浓度为10mM)。0.85mL的金纳米粒子溶液中加入0.1mL上述各个浓度的离子，混匀后，再加入60uL（50uM）苯二胺溶液，反应30min进行紫外测试，将混合液的吸光度(A680)与空白混合液的吸光度(A520)的比值(A680/A520)作为纵坐标，结果如图5。

实施例1：河水、湖水、海水水样中Hg²⁺的检测

(1)制备检测液：将5mL50mM的氯金酸溶液加入到91mL的超纯水中，并在边搅拌、边加热至沸腾的条件下，加入4mL质量分数为1%的柠檬酸钠溶液作为还原剂，反应30min后，制得柠檬酸根修饰的金纳米粒子溶液；并配置50uM苯二胺溶液。

(2)待检测水样采集：用水样采集瓶在河、湖中三个不同地点的一定深度(20～50cm)处采集水样，得到的混合液用盐酸或氢氧化钠(取决于检测液样品的酸碱度)调节其水样的pH呈弱酸性，以免杂质影响检测效果，并用滤纸过滤水样，获得的滤液为待检测水样。

(3)在步骤(1)制得金纳米粒子检测液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节其pH至6.5，作为检测液样品。

(4)准备两个同样规格的试管A和试管B，分别向试管A和试管B中加入相同体积(0.8mL)的检测液样品。

(5)分别向试管A和试管B中加入等体积(0.1mL)的超纯水和待检测水样，混匀后，再加入(1)中制备的苯二胺溶液(60uL)。观察试管A和试管B中水溶液颜色变化的情况。

检测结果：30分钟内，如果试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色发生变化(变红)，则判定待检测水样中Hg²⁺且浓度大于或等于1×10^-7mol/L；若试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色没有发生变化，则判定待检测水样中Hg²⁺浓度小于1×10^-7mol/L。

对检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，在400～800nm区间内测得的紫外可见吸收强度的变化，并将520nm及680nm处的吸光度比值代入图4进行比对计算，得到待检测液中Hg²⁺浓度。

测定结果:

实施例2：工矿公司、电池厂、氯碱行业水样中Hg²⁺的检测

(1)制备检测液：将5mL50mM的氯金酸溶液加入到91mL的超纯水中，并在边搅拌、边加热至沸腾的条件下，加入4mL质量分数为1%的柠檬酸钠溶液作为还原剂，反应30min后，制得柠檬酸根修饰的金纳米粒子溶液；并配置50uM苯二胺溶液。

(2)待检测水样采集：在废水排放口的取样位置处每隔一段时间(1h)采集水样，然后等量混合成混合样品，用滤纸过滤溶液，之后滤液用盐酸(或氢氧化钠，取决于检测液样品的酸碱度)调节其pH使其呈弱碱性，以免影响检测效果，获得待检测水样。

(3)在步骤(1)制得金纳米粒子检测液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节其pH至7.0，作为检测液样品，

(4)准备两个同样规格的试管A和试管B，分别向试管A和试管B中加入等体积(0.8mL)的检测液样品。

(5)分别向试管A和试管B中加入等体积的超纯水和待检测水样并混匀后，再加入(1)中制备的苯二胺溶液(60uL)，观察试管A和试管B中水溶液颜色变化的情况。

检测结果：30分钟内，如果试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色发生变化(变红)，则判定待检测水样中含有Hg²⁺，且浓度大于或等于1×10^-7mol/L；若试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色没有发生变化，则判定待检测水样中Hg²⁺浓度小于1×10^-7mol/L。

对检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，在400～800nm区间内测得的紫外可见吸收强度的变化，并将520nm及680nm处的吸光度比值代入图4进行比对计算，得到待检测液中Hg²⁺浓度。

测定结果:

实施例3：土壤中Hg²⁺的检测

(1)制备检测液：将5mL50mM的氯金酸溶液加入到91mL的超纯水中，并在边搅拌、边加热至沸腾的条件下，加入4mL质量分数为1%的柠檬酸钠溶液作为还原剂，反应30min后，制得柠檬酸根修饰的金纳米粒子溶液；并配置50uM苯二胺溶液。

(2)待检测水样采集：在同一土壤采样地点做多点采样，然后将采集的土壤混合均匀，随即样品加入到超纯水中，搅拌多次后静置沉淀，直至上层液呈现透明，然后取其上层液加入1mol/L盐酸酸化后,在加入0.1mol/L的氢氧化钠调至成弱碱性，得到待检测水样。

(3)在步骤(1)制得金纳米粒子溶液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节其pH至7.5，,作为检测液样品。

(4)准备两个同样规格的试管A和试管B，分别向试管A和试管B中加入相同且等体积(0.8mL)的检测液样品。

(5)分别向试管A和试管B中加入等体积(0.1mL)的超纯水和待检测水样，混匀后，再加入(1)中制备的苯二胺溶液(60uL)，观察试管A和试管B中水溶液颜色变化的情况。

检测结果：30分钟内，如果试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色发生变化(变红)，则判定待检测水样中含有Hg²⁺，且浓度大于或等于1×10^-7mol/L；若试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色没有发生变化，则判定待检测水样中Hg²⁺浓度小于1×10^-7mol/L。

对检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，在400～800nm区间内测得的紫外可见吸收强度的变化，并将520nm及680nm处的吸光度比值代入图4进行比对计算，得到待检测液中Hg²⁺浓度。

测定结果:

实施例4：大气中可吸入颗粒物Hg²⁺中的检测

(1)制备检测液：将5mL50mM的氯金酸溶液加入到91mL的超纯水中，并在边搅拌、边加热至沸腾的条件下，加入4mL质量分数为1%的柠檬酸钠溶液作为还原剂，反应30min后，制得柠檬酸根修饰的金纳米粒子溶液；并配置50uM苯二胺溶液。

(2)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(不同时间段进行采集，如早，中，晚)，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，再加入0.1mol/L的氢氧化钠调至成中性，获得待检测水样。

(3)在步骤(1)制得金纳米粒子检测液用0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调节其pH至中性。作为检测液样品。

(4)准备两个同样规格的试管A和试管B，分别向试管A和试管B中加入等体积(0.8mL)的检测液样品。

(5)分别向试管A和试管B中加入等体积(0.1mL)的超纯水和待检测水样，混匀后，再加入(1)中制备的苯二胺溶液(60uL)，观察试管A和试管B中水溶液颜色变化的情况。

检测结果：30分钟内，如果试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色发生变化(变红)，则判定待检测水样中含有Hg²⁺，且浓度大于或等于1×10^-7mol/L；若试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色没有发生变化，则判定待检测水样中Hg²⁺浓度小于1×10^-7mol/L。

对检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，在400～800nm区间内测得的紫外可见吸收强度的变化，并将520nm及680nm处的吸光度比值代入图4进行比对计算，得到待检测液中Hg²⁺浓度。

测定结果:

实施例5：人体尿液、血液制品中汞的检测

(1)制备检测液：将5mL50mM的氯金酸溶液加入到91mL的超纯水中，并在边搅拌、边加热至沸腾的条件下，加入4mL质量分数为1%的柠檬酸钠溶液作为还原剂，反应30min后，制得柠檬酸根修饰的金纳米粒子溶液；并配置50uM苯二胺溶液。

(2)待检测水样采集：从医院获得人体尿液及血液制品，利用强酸加热消解，使尿液试样、血样中的有机组分被完全氧化，以免杂质影响检测效果，然后用氢氧化钠调节pH至弱碱性，获得待检测水样。

(3)在步骤(1)制得金纳米粒子溶液用0.1mol/L氢氧化钠水溶液调节其pH至7.5。作为检测液样品，

(4)准备两个同样规格的试管A和试管B，分别向试管A和试管B中加入等量(0.8mL)的检测液样品。

(5)分别向试管A和试管B中加入等量(0.1mL)的超纯水和待检测水样，混匀后，再加入(1)中制备的苯二胺溶液(60uL)，观察试管A和试管B中水溶液颜色变化的情况。

检测结果：30分钟内，如果试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色发生变化(变红)，则判定待检测水样中含有Hg²⁺，且浓度大于或等于1×10^-7mol/L；若试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色没有发生变化，则判定待检测水样中Hg²⁺浓度小于1×10^-7mol/L。

对检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，在400～800nm区间内测得的紫外可见吸收强度的变化，并将520nm及680nm处的吸光度比值代入图4进行比对计算，得到待检测液中Hg²⁺浓度。

测定结果:

实施例6：食品、化妆品中Hg²⁺的检测

(1)制备检测液：将5mL50mM的氯金酸溶液加入到91mL的超纯水中，并在边搅拌、边加热至沸腾的条件下，快速加入4mL质量分数为1%的柠檬酸钠溶液作为还原剂，反应30min后，制得柠檬酸根修饰的金纳米粒子溶液；并配置50uM苯二胺溶液。

(2)待检测水样采集：从待测食品、化妆品样品中称取约2克溶于水中，并加入浓度为98%的浓硝酸消解，浓硝酸与样品溶液的体积比为1:1，待样品中的有机组分被完全氧化后，再用0.1mol/L氢氧化钠滴至弱酸性，过滤，获得待检测水样。

(3)在步骤(1)制得金纳米粒子溶液用0.1mol/L氢氧化钠水溶液调节其pH至6.5。作为检测液样品。

(4)准备两个同样规格的试管A和试管B，分别向试管A和试管B中加入等量(0.8mL)的检测液样品。

(5)分别向试管A和试管B中加入等量(0.1mL)的超纯水和待检测水样，混匀后，再加入(1)中制备的苯二胺溶液(60uL)，观察试管A和试管B中水溶液颜色变化的情况。

检测结果：30分钟内，如果试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色发生变化(变红)，则判定待检测水样中含有Hg²⁺，且浓度大于或等于1×10^-7mol/L；若试管B中水溶液相对于试管A中水溶液的颜色没有发生变化，则判定待检测水样中Hg²⁺浓度小于1×10^-7mol/L。

对检测混合液进行紫外可见分光光度计测量，在400～800nm区间内测得的紫外可见吸收强度的变化，并将520nm及680nm处的吸光度比值代入图4进行比对计算，得到待检测液中Hg²⁺浓度。

测定结果:

结果显示，各实施例中，未变色的样品的浓度均小于1×10^-7mol/L，说明本发明的半定量方法检测结果可靠。而通过标准曲线计算法，可以进一步准确地测定出样品中二价汞离子的浓度，实现定量检测。

当样品水样的最低可接受浓度为≥1×10^-7mol/L时，通过肉眼比色，即可方便地判断样品水样中二价汞离子是否符合标准。当样品水样的最低可接受浓度为＜1×10^-7mol/L时，也可以用本发明的试剂结合光谱学仪器分析，判断样品水样中二价汞离子是否符合标准得出样品的浓度。当需要进行定量分析时，也可以结合光谱学仪器分析，得出样品的浓度。

本发明的试剂可以用于测定各种来源的含二价汞离子水样，不会受到水样中杂质的干扰，且均能准确、定量地测定出水样中二价汞离子的浓度。可见，本发明的试剂具有极大的应用价值。

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)

1.一种检测二价汞离子的试剂组合，其特征在于，包括：

组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；和

组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分。

2.如权利要求1所述的试剂组合，其特征在于，所述的配体溶液选自下组：苯胺溶液，联苯胺溶液，联苯二胺溶液，或其组合。

3.一种检测二价汞离子的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒包括：

组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；

任选的组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分；和

使用说明，所述使用说明描述了通过使用组分(a)和(b)检测二价汞离子的方法。

4.如权利要求3所述的试剂盒，其特征在于，所述的金纳米粒子前驱体为可溶性金盐，较佳地，所述的金纳米粒子前驱体选自下组：氯化金、氯化亚金、氯金酸、氯金酸钾、氯金酸钠，或其组合；和/或

所述的还原剂为柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合；和/或

所述的保护剂为柠檬酸、柠檬酸盐，或其组合。

5.一种试剂组合的用途，其特征在于，所述试剂组合由以下组分构成：

组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；和

组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分；

并且所述试剂组合的用于制备检测二价汞离子的试剂盒或试剂。

6.一种二价汞离子的检测方法，其特征在于，包括步骤：用如权利要求1所述的试剂组合，或如权利要求3所述的试剂盒进行检测。

7.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，包括步骤：

提供如权利要求1所述的组分(a)：柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液，或用于形成所述柠檬酸根离子修饰的金纳米粒子溶液的试剂成分；和

组分(b)：配体溶液，或用于形成所述配体溶液的试剂成分；

提供一待测样品溶液；

将所述待测样品溶液与所述的金纳米粒子溶液和配体溶液，形成检测混合物；

检测所述的检测混合物的光谱学特征，从而得到测定结果。

8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述的金纳米粒子溶液通过包括以下步骤的方法制备：

提供一溶解有金纳米粒子前驱体的水溶液；

往上述水溶液中加入还原性试剂，得到金纳米粒子溶液。

9.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述的方法还包括：提供一对照混合液，通过比较所述检测混合液和所述对照混合液的光谱学特征，判断所述样品中是否存在二价汞离子和/或样品中二价汞离子的含量。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，包括步骤：

用所述检测混合液与标准样品进行比较，判断待测样品中是否存在二价汞离子和/或判断待测样品中二价汞离子的浓度。

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