CN103901030A

CN103901030A - 汞离子胶体金比色检测法及汞离子检测试剂盒

Info

Publication number: CN103901030A
Application number: CN201410146113.2A
Authority: CN
Inventors: 陈伟; 邓怡; 潘道东; 姚丽
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明公开了一种汞离子胶体金比色检测法及汞离子检测试剂盒。本发明主要是利用汞离子吸附在柠檬酸离子包裹的金纳米粒子溶液（胶体金），再加入可以特异性识别汞离子的赖氨酸作为桥梁，使金纳米粒子聚集，发生颜色变化来现场快速检测汞离子。本发明所用重要试剂赖氨酸廉价易得，极大地节省了成本，并且金纳米粒子表面无需进行修饰，方便快捷。本发明具有快速且灵敏度高，特异性强，稳定性好，成本低廉等优点，易于推广常规应用。

Description

汞离子胶体金比色检测法及汞离子检测试剂盒

技术领域

本发明涉及一种Hg²⁺检测方法，特别涉及一种快速检测重金属Hg²⁺的金标比色法，属于生物化学技术领域。

技术背景

汞广泛存在于自然界中，各种自然现象（雨、雪等）可以使汞在地表、大气以及水中不断循环，可为动植物吸收。食物链的生物放大作用下，它们成千百倍地富集，最后进入人体，使人产生重金属中毒，轻则发生怪病(水俣病、骨痛病等)，重则导致死亡。随着工业发展，大量的汞未经处理就被排放到了自然界，使得汞污染相当严重。

目前研究较多的重金属Hg²⁺快速检测方法主要有: 原子荧光光度法、电感藕合等离子体质谱分析技术、电感藕合等离体原子发射光谱、高效液相色谱法、酶抑制法、免疫分析法、比色法、试纸条法等。原子荧光光度法、电感藕合等离子体质谱分析技术、电感藕合等离体原子发射光谱、高效液相色谱法、酶抑制法、免疫分析法，准确度和灵敏度都很高，但均需要用特定的仪器且需要检测人员具备一定的专业知识，价格昂贵，操作繁琐，难以普及。基于胶体金和核酸适配体的比色法，灵敏度尚可，选择性好简便而在现场检测中很有优势。但此方法需要对金纳米粒子进行表面修饰，操作复杂，且核酸失陪体亦较难制取，成本高昂。

发明内容

鉴于现有技术中的不足，本发明的一个目的在于提供一种汞离子检测试剂盒，其包括柠檬酸钠包裹的胶体金以及作为特异性识别分子的赖氨酸，并且，当将被检测物质及识别分子加入所述胶体金时，若被检测物质含有Hg²⁺，则所述胶体金的紫外吸收峰将发生红移。

本发明的另一目的在于提供一种汞离子胶体金比色检测法，其包括：提供柠檬酸钠包裹的胶体金，并加入被检测物质以及作为识别分子的赖氨酸，当被检测物质包含Hg²⁺时则所述胶体金的紫外吸收峰发生红移，从而实现Hg²⁺的检测。

进一步的，当将被检测物质及识别分子加入所述胶体金时，若被检测物质含有Hg²⁺，则所述胶体金的颜色将从红色变成紫色或灰色。

进一步的，该检测法还可包括：取一系列含有不同浓度Hg²⁺的标准样品与赖氨酸分别加入所述胶体金形成一系列不同的混合反应体系，再分别测量各混合反应体系从200 nm到850 nm的紫外光谱图，并根据A₇₀₀/A₅₂₀的比值绘出标准曲线。

本发明通过在柠檬酸钠包裹的胶体金上静电吸附Hg²⁺，当加入识别分子赖氨酸后，由于赖氨酸两端都有-NH₂，从而可以特异性识别Hg²⁺形成N-Hg-N结构，使得胶体金从分散状态变成聚集状态，颜色也从红色变成紫色甚至灰色，而且胶体金的紫外吸收发生红移。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

1、本发明将纳米颗粒比表面积大这一显著特点应用于比色法，建立了可用于现场快速超灵敏检测的金标比色的检测方法，通过肉眼直接观察实现目标检测物的快速定性检测。无需其他辅助仪器设备，检测工作可在10-15分钟内完成并得到检测结果。

2、本发明中用到的重要试剂赖氨酸廉价易得，相比基于核酸探针的金标比色法可以极大地节省了成本，并且无需对金纳米粒子进行表面修饰，方便快捷。

3、本发明还具有快速且灵敏度高，特异性强，稳定性好，成本低廉，操作使用方法简单易于推广应用。可应用于医院、家庭、以及食品安全与检验检疫的海关、机场等口岸等需要现场快速检测机构。

附图说明

图1为实施例2中不同浓度Hg²⁺(0、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 nM)的紫外-可见光谱图。

图2为根据图1中A₇₀₀/A₅₂₀的比值绘制的标准曲线。

图3为实施例3中不同种类离子(Ag⁺, K⁺, Ca²⁺, Pb²⁺, Ba²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺, Al³⁺为100 nM; Hg²⁺为1 nM)的紫外-可见光谱图。

图4为根据图3中A₆₄₀/A₅₂₅的比值绘制的柱状图。

具体实施方式

本发明的一个方面提供了一种汞离子检测试剂盒，其包括柠檬酸钠包裹的胶体金以及作为识别分子的赖氨酸，并且，当将被检测物质及识别分子加入所述胶体金时，若被检测物质含有Hg²⁺，则所述胶体金的紫外吸收峰将发生红移。

本发明的另一个方面提供了一种汞离子胶体金比色检测法，其包括：提供柠檬酸钠包裹的胶体金，并加入被检测物质以及作为识别分子的赖氨酸，当被检测物质包含Hg²⁺时则所述胶体金的紫外吸收峰发生红移，从而实现Hg²⁺的检测。

在本发明的一实施方案之中，可采用柠檬酸钠还原法制备出柠檬酸钠包裹的胶体金。

在一较为典型的实施方案之中，还可将氯金酸煮至爆沸后，在剧烈搅拌条件下快速加入柠檬酸钠，至溶液颜色变成透亮红色，获得柠檬酸钠包裹的胶体金。

在一较为典型的实施方案之中，还可采用离心法对所述胶体金进行浓缩处理。

进一步的，还可取一系列含有不同浓度Hg²⁺的标准样品与赖氨酸分别加入所述胶体金形成一系列不同的混合反应体系，再分别测量各混合反应体系从200 nm到850 nm的紫外光谱图，并根据A₇₀₀/A₅₂₀的比值绘出标准曲线。

进一步的，在本发明的一实施方案之中，可先将被检测物质或含Hg²⁺的标准样品加入所述胶体金，使其中的金纳米粒子充分吸附Hg²⁺，而后再加入赖氨酸，使吸附于金纳米粒子表面的Hg²⁺与赖氨酸两端的-NH₂形成N-Hg-N结构，从而使金纳米粒子聚集。

在本发明的一更为具体的实施案例中，在该一系列混合反应体系中，Hg²⁺的终浓度为0～0.5 nM，赖氨酸的终浓度均为0.4 mM。

本发明利用汞离子吸附在柠檬酸离子包裹的金纳米粒子溶液，再加入可以特异性识别汞离子的赖氨酸作为桥梁，使金纳米粒子聚集，发生颜色变化来现场快速检测汞离子。其中所采用的重要试剂赖氨酸廉价易得，极大地节省了成本，并且金纳米粒子表面无需进行修饰，方便快捷。

本发明具有快速且灵敏度高，特异性强，稳定性好，成本低廉等优点，易于推广常规应用。

以下结合附图及若干实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1 该汞离子胶体金比色检测法包括如下步骤：

(1)用柠檬酸钠还原法制备出柠檬酸钠包裹的金纳米粒子溶液；

将0.1%的氯金酸煮至爆沸后，在剧烈搅拌条件下快速加入1%的柠檬酸钠，待溶液颜色变成透亮红色，继续煮沸5分钟使金纳米粒子溶液稳定。

(2)在步骤(1)制备的金纳米粒子溶液中加入Hg²⁺，通过静电吸附将Hg²⁺固定在金纳米粒子表面；

将步骤(1)制备的金纳米粒子溶液通过离心(9400 xG)浓缩至4倍，取7个离心管（编号1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8），每管加入80 μL 4倍浓缩的金纳米粒子溶液和10 μL不同浓度的Hg²⁺溶液，使Hg²⁺终浓度为0, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2和0.5 nM，反应5 min，通过静电吸附将Hg²⁺固定在金纳米粒子表面。

(3)将赖氨酸加入步骤(2)得到的溶液中，使金纳米粒子表面吸附的Hg²⁺和赖氨酸两端-NH₂形成N-Hg-N结构使金纳米粒子聚集；

向步骤(2)得到的每管溶液中加入10 μL赖氨酸，使赖氨酸终浓度为0.4 mM，反应5 min，使赖氨酸两端的-NH₂可以和Hg²⁺形成N-Hg-N结构，拉近金纳米粒子的距离而使金纳米粒子聚集，金纳米粒子溶液的颜色由红色变成紫色或灰色。

(4)用紫外-可见分光光度计测出步骤(3)得到溶液的紫外图谱，并作出标准曲线。

用紫外-可见分光光度计测出步骤(3)得到每管溶液从200 nm到850 nm的紫外光谱图，并根据A₇₀₀/A₅₂₀的比值绘出标准曲线。

实施例2参照实施例1的步骤（1）-（2），将制备的金纳米粒子溶液通过离心(9400 xG)浓缩至4倍，取7个离心管（编号1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8），每管加入80 μL 4倍浓缩的金纳米粒子溶液和10 μL不同浓度的Hg²⁺溶液，使Hg²⁺终浓度为0, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2和0.5 nM，反应5 min，通过静电吸附将Hg²⁺固定在金纳米粒子表面。

然后将10 μL 0.4 mM赖氨酸加入前述的各溶液中，使金纳米粒子表面吸附的Hg²⁺和赖氨酸两端-NH₂形成N-Hg-N结构使金纳米粒子聚集。用紫外-可见分光光度计测出每管溶液从200 nm到850 nm的紫外光谱图，并根据A₇₀₀/A₅₂₀的比值绘出标准曲线。结果如图1-图2所示。

实施例3 取10个离心管（编号1,2,3,4,5,6,7,8,9,10），每管加入80 μL 4倍浓缩的金纳米粒子溶液和10 μL不同金属离子溶液（Ag⁺, K⁺, Ca²⁺, Pb²⁺, Ba²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺，Mg²⁺, Al³⁺为100 nM; Hg²⁺为1 nM），反应5 min，通过静电吸附将金属离子固定在金纳米粒子表面。

然后将10 μL 0.4 mM赖氨酸加入上步得到的溶液中，观察溶液颜色。用紫外-可见分光光度计测出每管溶液从200 nm到850 nm的紫外光谱图，并根据A₇₀₀/A₅₂₀的比值绘出柱状图。结果如图3-图4所示。

需要说明的是，在本说明书中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种汞离子检测试剂盒，其特征在于包括柠檬酸钠包裹的胶体金以及作为特异性识别分子的赖氨酸，并且当将被检测物质及识别分子加入所述胶体金时，若被检测物质含有Hg²⁺，则所述胶体金的紫外吸收峰将发生红移。

2.根据权利要求1所述的汞离子检测试剂盒，其特征在于当将被检测物质及识别分子加入所述胶体金时，若被检测物质含有Hg²⁺，则所述胶体金的颜色将从红色变成紫色或灰色。

3.一种汞离子胶体金比色检测法，其特征在于包括：提供柠檬酸钠包裹的胶体金，并加入被检测物质以及作为识别分子的赖氨酸，当被检测物质包含Hg²⁺时则所述胶体金的紫外吸收峰发生红移，从而实现Hg²⁺的检测。

4.根据权利要求3所述汞离子胶体金比色检测法，其特征在于当将被检测物质及识别分子加入所述胶体金时，若被检测物质含有Hg²⁺，则所述胶体金的颜色将从红色变成紫色或灰色。

5.根据权利要求3-4中任一项所述汞离子胶体金比色检测法，其特征在于包括：采用柠檬酸钠还原法制备出柠檬酸钠包裹的胶体金。

6.根据权利要求5所述汞离子胶体金比色检测法，其特征在于包括：将氯金酸煮至爆沸后，在剧烈搅拌条件下快速加入柠檬酸钠，至溶液颜色变成透亮红色，获得柠檬酸钠包裹的胶体金。

7.根据权利要求5所述汞离子胶体金比色检测法，其特征在于还包括：采用离心法对所述胶体金进行浓缩处理。

8.根据权利要求3所述汞离子胶体金比色检测法，其特征在于包括：取一系列含有不同浓度Hg²⁺的标准样品与赖氨酸分别加入所述胶体金形成一系列不同的混合反应体系，再分别测量各混合反应体系从200 nm到850 nm的紫外光谱图，并根据A₇₀₀/A₅₂₀的比值绘出标准曲线。

9.根据权利要求3-4、6-8中任一项所述汞离子胶体金比色检测法，其特征在于包括：先将被检测物质或含Hg²⁺的标准样品加入所述胶体金，使其中的金纳米粒子充分吸附Hg²⁺，而后再加入赖氨酸，使吸附于金纳米粒子表面的Hg²⁺与赖氨酸两端的-NH₂形成N-Hg-N结构，从而使金纳米粒子聚集。

10.根据权利要求8所述汞离子胶体金比色检测法，其特征在于在该一系列混合反应体系中，Hg²⁺的终浓度为0～0.5 nM，赖氨酸的终浓度均为0.4 mM。