CN104297279A - 一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，在三氯化铁溶液中加入γ-聚谷氨酸溶液，搅拌后加入亚硫酸钠溶液，搅拌反应，然后在水浴条件下加入氨水，反应，离心，透析，得到γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液；将γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液加入Cr³⁺溶液，混合后稀释，静置，测试四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间变化，得到Cr³⁺浓度与T₂弛豫时间的定量关系。本发明利用γ-聚谷氨酸的大分子的结构性质制备四氧化三铁纳米颗粒，制备方法简单，反应条件温和，易于操作；本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒对三价铬离子的检测具有良好的选择性和极高的灵敏度。

Description

一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法

技术领域

本发明属于重金属离子的检测领域，特别涉及一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法。

背景技术

铬是一种生活中常见的化学元素，在地球上的分布极为广泛。铬元素常见化合物主要是+3、+6价，它在调节植物生长、保证人类健康、促进工业发展等方面具有极其重要的作用。在植物生长方面，微量的铬可以有效提高植物体内的酶活性，增强植物的光合作用，增加植物对疾病的抵抗力和提高作物的产量。在人类健康方面，微量的三价铬对于维持人体的生理健康有着重要的作用。首先，铬可以调节糖代谢，是葡萄糖耐量因子的重要组成部分，一定程度上可以预防糖尿病；其次，铬可以抑制突变，有一定的防癌作用；再者，铬具有调节脂质代谢的作用，可以降低甘油三酯和胆固醇的含量。在工业上，铬是工业生产过程中所必不可缺的，如镀层、颜料、皮革制造、木材防腐剂等，其中三价铬广泛用于金属材料、金属材料加工、金属材料热处理等行业，三价铬含量对镀铬层的质量至关重要。目前，我国地表水中三价铬的含量为0.5mg/L，该含量已经可以满足日常铬元素的需求，过量的铬就会对人体造成危害。随着人们生活水平的提高，对于装饰建材的大量使用，越来越多的铬暴露在环境中，这无疑是对环境的一种负担，同时对人体的健康也是一种不可忽视的潜在危害。因此一种方便、快速检测铬的方法对环境的保护与监测都尤为重要。研究一种具有良好特异性、灵敏性、快速、方便检测且绿色无污染的测量三价铬的方法对于防止铬污染尤为重要。

传统的三价铬离子的检测主要是借助于大型仪器，多数使用原子吸收光谱法、伏安法、表面等离子体场增强的共振光散射以及最近备受关注的比色检测法等，虽然这些方法可以检测到三价铬离子，但是由于或体积笨重或精度低，因此很难实现高精度低成本实时检测。比如常见的二苯碳酰二肼分光光度法具有设备简单、检测限低、精密的优势而被广泛使用，但是该法的使用中需要加热来煮沸消解，易引起爆沸，煮沸水样剩余体积难把握，从而影响检测的准确性和精密性。硫酸亚铁铵滴定法虽然可以用来测定三价铬离子，但是样品中含有的钒可对体系产生较大影响，限制了此种方法的使用。电感耦合等离子体发射光谱法是利用电感耦合等离子炬为激发光源的一类光谱分析方法，已在常规分析中被广泛的使用，具有精密度高、分析速度快等优点，但是测试样品需要消解，而且需要借助于大型仪器，并不利于实时检测。

四氧化三铁纳米颗粒由于其具有很好的生物相容性与磁学性能，具有广阔的应用前景。特别在核磁共振成像(MRI)方面，四氧化三铁纳米颗粒具有较高的r₂弛豫率，具有很好的磁共振成像性能。本课题组前期的工作表明，通过温和还原法制备的四氧化三铁纳米颗粒尺寸较小，粒径均匀，并且表现出极高的r₂弛豫率(沈明武，李静超，胡勇，孙文杰，史向阳。一种叶酸修饰的超顺磁氧化铁纳米颗粒的制备方法。中国发明专利，申请号：201410182821.1，申请日期：2014-4-30)。

研究表明，超顺磁性四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间和四氧化三铁纳米颗粒的聚集状态有关。通过对四氧化三铁纳米颗粒表面进行修饰，当纳米颗粒在与特定的重金属离子混合后，四氧化三铁颗粒表面的修饰物会与重金属产生螯合作用，进而使纳米颗粒相互聚集，使T₂弛豫时间发生变化。已经有文献报道可以利用四氧化三铁纳米颗粒在溶液中的聚集性能随其T₂的变化作为定量测试Hg(II)浓度的依据(Yang H,Tian Z,Wang J,et al.A magneticresonance imaging nanosensor for Hg(II)based on thymidine-functionalized supermagnetic ironoxide nanoparticles.Sensors and Actuators B:Chemical,2012,161(1):429-433.)。

已经有专利报道聚谷氨酸可以有效的螯合Cr³⁺，使聚谷氨酸稳定的纳米金颗粒的聚集状态发生明显的改变，从而用于Cr³⁺的比色法定量检测(史向阳，袁欣。利用γ-聚谷氨酸稳定的金纳米颗粒检测三价铬离子的方法。中国发明专利，申请号：201310410725.3，申请日期：2013-09-10)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，本发明方法简单，反应条件温和，易于操作，低能耗无污染；本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒对Cr³⁺检测具有良好的选择性和灵敏度。

本发明的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，包括：(1)在三氯化铁溶液中加入γ-聚谷氨酸溶液，搅拌后加入亚硫酸钠溶液，搅拌反应30min，然后在60℃水浴条件下加入氨水，反应1.5h，离心，透析，得到γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液；其中三氯化铁和γ-聚谷氨酸的质量比为7:1，三氯化铁与亚硫酸钠的摩尔比为7:1；

(2)上述γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液加入Cr³⁺溶液，混合后稀释，室温放置8-10min，测试四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间变化，得到Cr³⁺浓度与T₂弛豫时间的定量关系；其中γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液与Cr³⁺溶液的体积比为50:0-200。

所述步骤(1)中γ-聚谷氨酸的分子量为100万。

所述步骤(1)中γ-聚谷氨酸溶液的浓度为4.5mg/mL，三氯化铁溶液的浓度为65mg/mL，亚硫酸钠溶液的浓度为9mg/mL。

所述步骤(1)中透析为采用蒸馏水，透析三天，每天换水三次。

所述步骤(1)中γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液的弛豫率r₂为333.7mM^-1s^-1。

其特征在于：所述步骤(2)中γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液的浓度为20μM，混合后稀释的浓度为1μM。

所述步骤(2)中Cr³⁺的稀释后终浓度分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1nM。

所述步骤(2)中稀释为稀释20倍。

所述步骤(2)中定量关系式为：y＝68.2515x+416.329，R²＝0.9998，其中y为T₂弛豫时间，x为Cr³⁺浓度。

所述步骤(2)中γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液对Cr³⁺溶液的检测范围为0.4-1nM。

所述步骤(2)中1μM四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间为485.045，Cr³⁺含量与T₂弛豫时间的定量关系中定量是以样品的T₂弛豫时间随Cr³⁺浓度增加而升高为依据的。

本发明采用聚谷氨酸，通过物理包裹的形式得到聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒，使四氧化三铁纳米颗粒具有良好的水溶液稳定性，同时由于聚谷氨酸特异性吸附三价铬离子而使纳米颗粒的聚集程度发生变化。四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间与其颗粒的聚集程度有很大的关系，其聚集程度越高，T₂值也就越大，故这种聚集程度的变化可以通过T₂弛豫时间的变化定量的反映出来，从而用于Cr³⁺的检测。由于磁共振这种测量手段有着极高的灵敏度和方便快速的特点，因此这种传感器具有灵敏度高、选择性好、响应时间短等优点。

选择性测试：(1)取γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液50μL(浓度为20μM)稀释至1mL(最终浓度为1μM)，测试其T₂弛豫时间作为起始参照点。(2)取一系列γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液，同100μL硝酸铬的水溶液以及氯化钾、硝酸铅、氯化钴、硝酸镍、硝酸钙、氯化镁、硫酸锂、硫酸铜混合，稀释至1mL溶液，室温放置10min，测试四氧化三铁纳米颗粒T₂弛豫时间。(3)再取一系列与上述相同浓度的重金属溶液，加入100μL(10nM，最终浓度均为1nM)Cr³⁺溶液，再加入γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液，稀释至1mL，静置10min，测试四氧化三铁纳米颗粒T₂弛豫时间。对比三组数据，验证四氧化三铁纳米颗粒对Cr³⁺的检测特异性。其中氯化钾、硝酸铅、氯化钴、硝酸镍、硝酸钙、氯化镁、硫酸锂、硫酸铜的浓度为10nM(最终浓度均为1nM)。

本发明使用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR Spectrometer)、热重分析仪(TGA)以及磁共振分析仪(MR)等方法表征本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒及其对Cr³⁺的检测应用，具体测试结果如下：

(1)透射电子显微镜(TEM)测试结果

本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的TEM图片和粒度分布直方图(参见附图1)，表明所形成的四氧化三铁纳米颗粒尺寸均匀，在溶液中分散良好而且不会发生聚集，其平均颗粒直径大小约为5.3nm，分布在较窄的范围内。

(2)动态光散射仪(DLS)测试结果

取制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液50μL(20μM)稀释至1mL，放置10min后测试其粒径，结果表明其水合粒径为217.5nm，说明形成的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的粒径较小，但是显著大于透射电子显微镜测试的结果，主要是因为其纳米粒子外包裹的γ-聚谷氨酸大分子和周围溶液水溶液发生水化作用，使得其粒径为多个纳米粒子的团簇的粒径。进一步添加不同浓度Cr³⁺后，粒径分别为1238、1425、1734、2561nm。纳米颗粒的水合粒径明显变大，且粒径大小与加入的Cr³⁺的浓度正相关，与我们预想的理论相符合(测试数据参见附表1)。

(3)X射线衍射仪(XRD)测试结果

本方法制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的XRD图(参见附图2)，表明所合成材料的衍射峰位点(220、311、400、422、511和440)与裸露的四氧化三铁纳米颗粒的衍射峰位点非常吻合。这说明我们通过反应制得了晶型良好的四氧化三铁纳米晶体。

(4)傅里叶变换红外光谱(FTIR Spectrometer)测试结果

本方法制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的FTIR图(参见附图3)，表明在1080cm^-1(C-O)，1410cm^-1(O-H)，1637cm^-1(C＝O)三处，γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的吸收峰强度明显增加，而裸露的四氧化三铁纳米颗粒在这三处的吸收峰较弱。这说明γ-聚谷氨酸很好的包裹了四氧化三铁纳米颗粒，形成稳定的纳米结构。

(5)热重分析仪(TGA)测试结果

本方法制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的TGA图(参见附图4)，表明γ-聚谷氨酸所包裹的四氧化三铁纳米颗粒的含量为75.6％，γ-聚谷氨酸的上载量达到了24.4％。

(6)磁共振(MR)测试结果

通过对本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒进行磁共振检测，得到γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的r₂值为333.7mM^-1s^-1(参见附图5)。本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒加入不同浓度的Cr³⁺的MR测试结果表明，γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的T₂值(ΔT₂值)随Cr³⁺浓度的增大逐渐上升(参见附图6a、6b图分别为T₂和ΔT₂值的变化情况)。从图6中可以看出，Cr³⁺的加入对四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间曲线有较大的影响，同时随着Cr³⁺浓度的增加，其T₂弛豫时间值逐渐增大，在一定范围内可用T₂弛豫时间值的上升来定量Cr³⁺含量。测试结果表明，当Cr³⁺浓度在0.4-1.0nM时，其浓度和四氧化三铁纳米颗粒T₂弛豫时间值呈现很好的线性关系。表现出良好的实际应用价值。

选择性测试实验结果：对加入不同重金属离子的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁溶液进行磁共振检测，表明氯化钾、硝酸铅、氯化钴、硝酸镍、硝酸钙、氯化镁、硫酸锂、硫酸铜的加入对四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间曲线影响远不及硝酸铬中Cr³⁺(参见附图7)。这证明γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒对Cr³⁺具有特异选择性。

本发明采用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测Cr³⁺的原理是：γ-聚谷氨酸表面含有丰富的-COOH和-NH₂，当加入Cr³⁺时，γ-聚谷氨酸上的-COOH、-NH₂由于吸附Cr³⁺而相互靠近，从而使γ-聚谷氨酸包裹的四氧化三铁纳米颗粒发生聚集，导致其T₂弛豫时间的改变。进而，我们可以通过T₂弛豫时间的变化与Cr³⁺浓度的关系建立一种Cr³⁺含量的测定方法。

有益效果

(1)本发明利用γ-聚谷氨酸的特殊结构性质制备四氧化三铁纳米颗粒，制备方法简单，反应条件温和，易于操作，低能耗无污染；

(2)本发明设计合成的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒尺寸均匀，粒径分布在较窄的范围内，且粒径较小，稳定性较好，可用于不同领域；

(3)本发明利用四氧化三铁纳米颗粒T₂弛豫时间随氧化铁纳米粒子聚集程度不同而改变的特性将其应用于Cr³⁺含量的测定，简单快捷，从而使它们具有广泛应用于环境监测领域的潜力；

(4)本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒对Cr³⁺检测具有良好的选择性和灵敏度。

附图说明

图1为本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的透射电子显微镜(TEM)图片(a)和粒径分布直方图(b)；

图2为本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的X射线衍射图谱：从上至下依次为γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒(Fe₃O₄/PGA)和裸露的四氧化三铁纳米颗粒(Fe₃O₄)；

图3为傅里叶变换红外光谱(FTIR)，从上到下依次为裸露的四氧化三铁纳米颗粒(Fe₃O₄)、γ-聚谷氨酸(γ-PGA)、γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒(Fe₃O₄/PGA)；

图4为热重分析(TGA)图谱，从上到下依次为裸露的四氧化三铁纳米颗粒(Fe₃O₄)、γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒(Fe₃O₄/PGA)、γ-聚谷氨酸(PGA)；

图5为γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的r₂弛豫率测试曲线；

图6为50μL(20μM)的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液分别与0、20、40、60、80、100μL(10nM)的Cr³⁺溶液混合，并定容至1mL.(a)表示弛豫时间T₂的变化情况，(b)表示ΔT₂值的变化情况；其中40、60、80、100μL四个Cr³⁺溶液浓度样品呈良好的线性关系；0.2nM Cr³⁺溶液与γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液混合后变化并不明显；

图7为1μMγ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液与1nM重金属离子混合后的ΔT₂值，黑色表示添加相应重金属四氧化三铁纳米颗粒的ΔT₂值，灰色表示在相应重金属溶液添加Cr³⁺后的ΔT₂值。

具体实施方式

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。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，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。

实施例1

在三氯化铁溶液中加入γ-聚谷氨酸溶液，搅拌后加入亚硫酸钠溶液，搅拌反应30min，60℃水浴中加入氨水，反应1.5h。经离心取上层溶液，透析得到γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液。其中三氯化铁与聚谷氨酸的质量比为7:1，三氯化铁与亚硫酸钠的摩尔比为7:1。

通过对本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒进行透射电子显微镜观察，结果表明形成的四氧化三铁纳米颗粒均匀，平均粒径大小为5.3nm，分布在较窄的范围内(参见附图1)。通过动态光散射测定其水动力粒径，结果表明其粒径约为217.5nm。X射线衍射测试证明反应制得了晶型良好的四氧化三铁纳米晶体(参见附图2)。傅里叶变换红外光谱吸收峰的变化，说明γ-聚谷氨酸很好的包裹了四氧化三铁纳米颗粒，形成稳定的纳米结构(参见附图3)。通过热重分析得出，γ-聚谷氨酸所包裹的四氧化三铁纳米颗粒的含量为75.6％，γ-聚谷氨酸的上载量达到了24.4％(参见附图4)。磁共振(MR)测试，得到γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的r₂值为333.7mM^-1s^-1(参见附图5)。

实施例2

取实施例1制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液50μL(浓度为20μM)，分别加入不同体积(0、20、40、60、80、100μL)的Cr³⁺溶液(浓度为10nM)，并定容至1mL，室温放置10min，测试四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间变化，得到Cr³⁺含量与T₂弛豫时间的定量关系。

通过对本发明制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒加入不同浓度的Cr³⁺的磁共振检测结果表明，γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒的r₂值随Cr³⁺浓度的增大逐渐上升(参见附图6)，并且其线性相关系数R²＝0.9998。从图6中可以看出，Cr³⁺的加入对四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间曲线有较大的影响，同时随着Cr³⁺浓度的增加，其T₂弛豫时间值逐渐增大，在一定范围内可用T₂弛豫时间值的上升来定量计算Cr³⁺含量。测试结果表明，当Cr³⁺浓度在0.4-1.0nM时，其浓度和四氧化三铁纳米颗粒T₂弛豫时间值呈现很好的线性的关系，表现出良好的实际应用价值。

实施例3

取实施例1制备的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液50μL(浓度为20μM)稀释至1mL，测试其T₂弛豫时间。以同样的方法，取一系列γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液，同100μL硝酸铬的水溶液以及氯化钾、硝酸铅、氯化钴、硝酸镍、硝酸钙、氯化镁、硫酸锂、硫酸铜混合，稀释至1mL溶液，室温放置10min，测试四氧化三铁纳米颗粒T₂弛豫时间变化，以验证四氧化三铁纳米颗粒对Cr³⁺的检测特异性。其中氯化钾、硝酸铅、氯化钴、硝酸镍、硝酸钙、氯化镁、硫酸锂、硫酸铜的浓度为10nM(最终浓度均为1nM)。

对加入不同离子的γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁溶液进行磁共振检测，表明氯化钾、硝酸铅、氯化钴、硝酸镍、硝酸钙、氯化镁、硫酸锂、硫酸铜的加入对四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间影响远不及硝酸铬(参见附图7)。这证明γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒对Cr³⁺具有特异选择性。

对比例1

在三氯化铁溶液中，搅拌后加入亚硫酸钠溶液，搅拌反应30min，60℃水浴中加入氨水，反应1.5h。反应结束后，将所得到的黑色沉淀磁分离除去上清液，再加适量超纯水超声分散，再磁分离，如此重复超纯水洗涤三次，以除去杂质，然后重新分散于超纯水中，真空冷冻干燥用于X-射线衍射检测。

通过X射线衍射测试，证明反应制得了晶型良好的四氧化三铁纳米晶体(参见附图1)。

表1为γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液50μL(20μM)，分别与20、40、60、80、100μL(10nM)Cr³⁺溶液混合，并定容至1mL，室温放置10min后测试的水合粒径。

表1

Cr3+浓度(nM)	粒径平均值(nm)	多分散指数(PDI)
			0	217.5	0.22±0.015
0.4	1238	0.20±0.019
			0.6	1425	0.25±0.024
0.8	1734	0.34±0.021
			1	2562	0.27±0.024

Claims (10)

1.一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，包括：

(1)在三氯化铁溶液中加入γ-聚谷氨酸溶液，搅拌后加入亚硫酸钠溶液，搅拌反应30min，然后在60℃水浴条件下加入氨水，反应1.5h，离心，透析，得到γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液；其中三氯化铁和γ-聚谷氨酸的质量比为7:1，三氯化铁与亚硫酸钠的摩尔比为7:1；

(2)上述γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液加入Cr³⁺溶液，混合后稀释，室温放置，测试四氧化三铁纳米颗粒的T₂弛豫时间变化，得到Cr³⁺浓度与T₂弛豫时间的定量关系；其中γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液与Cr³⁺溶液的体积比为50:0-200。

2.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(1)中γ-聚谷氨酸的分子量为100万。

3.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(1)中γ-聚谷氨酸溶液的浓度为4.5mg/mL，三氯化铁溶液的浓度为65mg/mL，亚硫酸钠溶液的浓度为9mg/mL。

4.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(1)中透析为采用蒸馏水，透析三天，每天换水三次。

5.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(1)中γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液的弛豫率r₂为333.7mM^-1s^-1。

6.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(2)中γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液的浓度为20μM，混合后稀释的浓度为1μM。

7.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(2)中Cr³⁺的稀释后终浓度分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1nM。

8.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(2)中稀释20倍；室温放置时间为8-10min。

9.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(2)中定量关系式为：y＝68.2515x+416.329，R²＝0.9998，其中y为T₂弛豫时间，x为Cr³⁺浓度。

10.根据权利要求1所述的一种利用γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒检测三价铬离子的方法，其特征在于：所述步骤(2)中γ-聚谷氨酸稳定的四氧化三铁纳米颗粒溶液对Cr³⁺溶液的检测范围为0.4-1nM。