CN106546585A - 汞离子、总汞和有机汞的检测方法及检测试剂盒 - Google Patents

汞离子、总汞和有机汞的检测方法及检测试剂盒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汞离子检测方法，包括：向金核铂壳纳米复合物(Au@Pt‑NPs)与SDS的复合溶液中加入可能含有Hg2+的待测样品，并与H2O2、TMB及柠檬酸钠混合反应，通过观测混合反应体系的吸光值，实现对待测样品中Hg2+含量的检测。本发明还公开了一种总汞检测方法，包括在Au@Pt‑NPs与SDS的复合溶液中加入待测样品，再加入NaBH4处理，以及加入H2O2、TMB及柠檬酸钠混合反应，通过观测混合反应体系的吸光值，实现对待测样品中总汞含量的检测。基于前述方法，本发明还可实现对有机汞的检测。本发明还公开了一种汞离子、总汞检测试剂盒。本发明的检测方法及试剂盒对于Hg2+及有机汞等的检测线性范围为10～200nM，灵敏度可达5.0nM，并具有简便快速、成本低，稳定性高等优点。

Description

汞离子、总汞和有机汞的检测方法及检测试剂盒
技术领域
本发明具体涉及一种利用金核铂壳纳米复合物等双金属纳米复合物进行汞离子和有机汞检测的方法，属于纳米科技领域。
背景技术
酶是一类具有催化功能的蛋白质或核酸，可以在适宜的环境中催化化学反应。天然酶对于化学反应的催化具有高效性和专一性，但是由于其活性容易受环境影响，并且制备、纯化和贮存条件要求较高，通常花费昂贵。故人工模拟酶的研究引起了人们的关注。2007年我国科学家发现四氧化三铁磁性纳米粒子具有过氧化物模拟酶活性，其催化效果与作用机制堪比天然酶。自此以后，大量的纳米材料被发现具有酶活性，其中包括主要为过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和氧化酶。相比于天然酶，金属纳米模拟酶有很多优势，如制备简单、成本低、活性高以及对环境的耐受性好等，所以金属纳米模拟酶(例如金、铂、银、钯等金属纳米模拟酶)具有很好的应用前景。
近年来，研究人员又发现，在单金属纳米材料中引入第二种金属会对整体的催化活性以及选择性都发生变化，因此双金属纳米材料也逐渐成为人们关注的焦点。
另一方面，汞离子和有机汞在环境、食品等多种样品中广泛存在，由于其对许多生物具有高毒性以及具有蓄积毒性，因而业界一直期待寻找出一种能够精确、快速的检测环境中汞离子和有机汞的方法。然而，鉴于环境中往往同时存在多种干扰因素，例如除汞离子之外的其它多种金属离子，以及将汞离子和有机汞区分存在困难，使得现有的方法均难以达成精确检测的目的。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种汞离子或总汞的检测方法及检测试剂盒，其能方便快速、低成本、高灵敏、高稳定性的实现环境中汞离子、有机汞的检测，从而克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种汞离子检测方法，其包括：向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入可能含有汞离子的待测样品、双氧水、四甲基联苯胺及柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并反应，通过观测混合反应体系在可见光波段的吸光值，实现对待测样品中汞离子含量的检测。
在一些较为具体的实施方案中，所述的汞离子检测方法可以包括：
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入一系列不同浓度的标准汞离子溶液，之后加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，通过测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，获得汞离子浓度-吸光值标准曲线；
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入待测样品，之后加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，测定所获混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述汞离子浓度-吸光值标准曲线比对，从而测得待测样品中的汞离子含量。
本发明实施例还提供了一种汞离子检测试剂盒，其包括：
金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液的组合；
以及，显色液，包含双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的组合。
本发明实施例还提供了一种总汞检测方法，其包括：向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入可能含有汞离子和/或有机汞的待测样品、硼氢化钠、双氧水、四甲基联苯胺及柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并反应，通过观测混合反应体系在可见光波段的吸光值，实现对待测样品中总汞含量的检测。
在一些较为具体的实施方案中，所述的总汞检测方法具体包括：
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入一系列不同浓度的标准汞离子和/或有机汞溶液，之后加入硼氢化钠在20℃～40℃反应，其后再加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，通过测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，获得总汞浓度-吸光值标准曲线。
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入待测样品，之后加入硼氢化钠在20℃～40℃反应，其后再加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，测定所获混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述总汞浓度-吸光值标准曲线比对，从而测得待测样品中的总汞含量。
本发明实施例还提供了一种总汞检测试剂盒，其包括：
金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液的组合；
硼氢化钠溶液；
以及，显色液，包含双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的组合。
本发明实施例还提供了一种有机汞检测方法，其包括：
按照所述汞离子检测方法测得待测样品中的汞离子含量；
按照所述总汞检测方法测得待测样品中的总汞含量，之后从所述总汞含量中扣除所述汞离子含量，获得待测样品中的有机汞含量。
与现有技术相比，本发明提供的汞离子和总汞的检测方法及检测试剂盒能分别用以检测环境中的汞离子和总汞，其中汞离子检测的线性范围为10～200nM，灵敏度为5.0nM，总汞检测的线性范围为5.0～30nM，灵敏度可达到3.0nM，且检测方法具有简便快速、成本低，稳定性高等优点，适合环境中汞离子和有机汞残留的同时检测，例如尤其适用于水产样品中汞离子和有机汞的检测。
附图说明
图1是本发明一典型实施方案中一种基于金核铂壳纳米复合物的汞离子检测方法的原理图；
图2是本发明一典型实施方案中一种基于金核铂壳纳米复合物的有机汞检测方法的原理图；
图3是本发明实施例1中所建立的汞离子浓度-吸光值标准曲线图；
图4是本发明实施例1中所建立的总汞浓度-吸光值标准曲线图；
图5是本发明实施例1中对于汞离子(20nM)、有机汞(1.0μM)以及其他金属离子(10μM)的选择性测试图；
图6是本发明实施例1中对于汞离子(20nM)、有机汞(20nM)以及其他金属离子(10μM)的选择性测试图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明实施例提供了一种汞离子检测方法，其包括：向金核铂壳纳米复合物(Au@Pt-NPs)与十二烷基硫酸钠(SDS)的复合溶液中加入可能含有汞离子的待测样品、双氧水、四甲基联苯胺(TMB)及柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并反应，通过观测混合反应体系在可见光波段的吸光值，实现对待测样品中汞离子含量的检测。
在一些实施方案中，所述汞离子检测方法包括：向金核铂壳纳米复合物溶液中加入十二烷基硫酸钠(SDS)和磷酸盐缓冲液(PB)，混合后，加入可能含有汞离子的待测样品反应后，再与双氧水、四甲基联苯胺(TMB)溶液和柠檬酸钠缓冲溶液混合反应，通过观测混合反应体系在可见光波段的吸光值，实现对待测样品(优选为液相样品)中的汞离子浓度的检测。
参阅图1所示是本发明一典型实施方案中一种基于金核铂壳纳米复合物的汞离子检测方法的原理图。在包含金核铂壳纳米复合物(Au@Pt-NPs)、十二烷基硫酸钠(SDS)、磷酸盐缓冲液、双氧水、四甲基联苯胺(TMB)及柠檬酸钠缓冲溶液，但不含汞离子的混合体系中，Au@Pt-NPs呈现出过氧化物模拟酶的催化活性，催化过氧化氢对于TMB的氧化作用。而当在前述混合体系中加入汞离子后，汞离子通过金属亲和作用与Au@Pt-NPs结合，使Au@Pt-NPs的过氧化物模拟酶催化活性被抑制，体系中的过氧化氢氧化难以氧化TMB。前述SDS能够有效抑制除汞离子之外的其它金属离子与Au@Pt-NPs结合，但不能阻止Hg2+与Au@Pt-NPs的结合，因此可有效消除其它金属离子的存在对汞离子检测结果的影响。
在一些具体实施方案中，所述汞离子检测方法可以包括：
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入一系列不同浓度的标准汞离子溶液，之后加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，通过测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，获得汞离子浓度-吸光值标准曲线；
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入待测样品，之后加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，测定所获混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述汞离子浓度-吸光值标准曲线比对，从而测得待测样品中的汞离子含量。
在一些更为具体的实施方案中，所述汞离子检测方法可以包括：
向金核铂壳纳米复合物溶液中加入十二烷基硫酸钠(SDS)、磷酸盐缓冲液(PB)，混合后，加入不同浓度的汞离子标准溶液反应，再加入双氧水、四甲基联苯胺(TMB)溶液和柠檬酸钠缓冲溶液反应，测定在可见光波段的吸光值，获得汞离子浓度-吸光值标准曲线；
向金核铂壳纳米复合物溶液中加入十二烷基硫酸钠(SDS)、磷酸盐缓冲液(PB)，混合后，加入待测样品(优选为液相样品)，再加入双氧水、四甲基联苯胺(TMB)溶液和柠檬酸钠缓冲溶液反应，与汞离子浓度-吸光值标准曲线对照，从而测得待测样品(优选为液相样品)中的汞离子浓度。
在一些实施方案中，所述的汞离子检测方法包括：将金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠在磷酸盐缓冲液中均匀混合，形成所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液。
较为优选的，所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液包含浓度为1.0nM～3.0nM的金核铂壳纳米复合物和/或浓度为0.0005wt％～0.001wt％的十二烷基硫酸钠。
较为优选的，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M～0.1M，pH值为5.5～8.0。
较为优选的，所述双氧水的浓度为5.0wt％～20.0wt％。
较为优选的，所述混合液包含浓度为0.5mM～2.5mM的四甲基联苯胺。
较为优选的，所述柠檬酸钠缓冲溶液的pH值为3.0～4.5。
在一些更为具体的实施方案中，所述的汞离子检测方法包括如下步骤：
(1)提供浓度为15.0nm～30.0nm的金核铂壳纳米复合物溶液，用超纯水将其稀释10倍；
(2)取100μL步骤(1)稀释液，再取175μL的0.01M～0.1M磷酸盐缓冲液(pH值为5.5～8.0)、70μL的0.0005％～0.001％(如下若非特别说明，均为wt％)十二烷基硫酸钠溶液和355μL的超纯水；
(3)取20μL步骤(2)所获的金核铂壳纳米复合物溶液，分别加入80μL一系列不同浓度的标准汞离子溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入100μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再分别测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，并获得汞离子浓度-吸光值标准曲线；
(4)取20μL步骤(2)所获的金核铂壳纳米复合物溶液，分别加入80μL待测样品溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入100μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再测定该混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述标准曲线对照，从而测得待测样品溶液中的汞离子浓度。
本发明实施例还提供了一种汞离子检测试剂盒，其包括：
金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液的组合；
以及，显色液，包含双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的组合。
进一步的，所述试剂盒在使用时，金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液混合形成复合溶液。
进一步的，所述复合溶液包含浓度为1.0nM～3.0nM的金核铂壳纳米复合物。
进一步的，所述复合溶液包含浓度为0.0005wt％～0.001wt％的十二烷基硫酸钠。
进一步的，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M～0.1M，pH值为5.5～8.0。
进一步的，所述显色液为双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的混合液。
优选的，所述显色液包含浓度为0.5mM～2.5mM的四甲基联苯胺，5.0wt％～10.0wt％的过氧化氢，50mM～100mM的柠檬酸钠，且所述显色液的pH值为3.0～4.5。
进一步的，所述双氧水的浓度为5.0wt％～20.0wt％。
进一步的，所述柠檬酸钠缓冲溶液的pH值为3.0～4.5。
进一步的，前述金核铂壳纳米复合物的粒径为15.0nm～30.0nm。
进一步的，前述金核铂壳纳米复合物中的铂壳厚度为2.0～5.0nm。
进一步的，前述金核铂壳纳米复合物中金、铂质量比为1：50～1：200。
在一些较为具体的实施方案中，前述金核铂壳纳米复合物的制备方法可以包括：
取HAuCl4的水溶液于300℃下加热至沸腾，保持沸腾5～6min，再加入柠檬酸钠，直至溶液变为酒红色后继续煮沸10min，放置室温下冷却，获得金纳米粒子的溶液；
将所述金纳米粒子的溶液、六氯铂酸钾和水混合，并在搅拌下加热至80℃，随后分批加入L-抗坏血酸，连续搅拌并反应30min，直至混合反应体系的颜色从红变至橙红色，获得金核铂壳纳米复合物。
更为具体的，前述金核铂壳纳米复合物的制备方法可以包括：
金纳米粒子的制备：取97.5mL超纯水和2.5mL HAuCl4溶液到准备好的锥形瓶中，于300℃下加热至沸腾，保持沸腾5～6min，再加入2mL的1％的柠檬酸钠，溶液变为酒红色后继续煮沸10min，放置室温下冷却，移入4℃冰箱存放。
金核铂壳纳米复合物的制备：将15mL所制备金纳米粒子的溶液、0.239mL的10mM的六氯铂酸钾溶液和8.566mL超纯水混合在一起，将所得溶液在搅拌下加热至80℃。随后，取1.195mL的10mM的L-抗坏血酸(AA)，用注射泵逐滴添加到上述溶液中，连续搅拌。然后将混合物再反应30min，并且其颜色从红变至橙红色，指示金核铂壳纳米复合物的形成。
本案发明人还通过选择性分析发现，本发明方法对汞离子和有机汞的响应是非常接近的。具体的，本案发明人进行了如下实验，包括：向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入一系列不同浓度的标准有机汞溶液，之后加入硼氢化钠反应，其后再加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液反应，通过测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，获得有机汞浓度-吸光值标准曲线。该有机汞浓度-吸光值标准曲线与前述的汞离子浓度-吸光值标准曲线基本一致。
基于前述发现，本发明实施例还提供了一种总汞检测方法，其包括：向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入可能含有汞离子和/或有机汞的待测样品、硼氢化钠、双氧水、四甲基联苯胺及柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并反应，通过观测混合反应体系在可见光波段的吸光值，实现对待测样品中汞离子和/或有机汞含量(即总汞含量)的检测。
在一些实施方案中，所述的总汞检测方法可以包括：向金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠(SDS)和磷酸盐缓冲液(PB)的复合溶液中，加入待测样品溶液，加入硼氢化钠溶液反应后，加入双氧水、四甲基联苯胺(TMB)溶液和柠檬酸钠缓冲溶液混合反应，通过观测混合反应体系在可见光波段的吸光值，实现对待测样品溶液中的总汞浓度的检测；本方法还可以通过扣除前述方法中检测的汞离子浓度，从而计算有机汞的浓度。
参阅图2所示是本发明一典型实施方案中一种基于金核铂壳纳米复合物的总汞检测方法的原理图。在包含金核铂壳纳米复合物(Au@Pt-NPs)、十二烷基硫酸钠(SDS)、磷酸盐缓冲液、双氧水、四甲基联苯胺(TMB)及柠檬酸钠缓冲溶液，但不含汞离子或有机汞的混合体系中，Au@Pt-NPs呈现出过氧化物模拟酶的催化活性，催化过氧化氢对TMB的氧化作用。而当在前述混合体系中加入硼氢化钠及汞离子或有机汞后，汞离子或有机汞被转化为Hg0，并因汞齐作用与Au@Pt-NPs结合，使Au@Pt-NPs的过氧化物模拟酶催化活性被抑制，使得体系中过氧化氢难以氧化TMB。前述SDS能够有效抑制除汞离子之外的其它金属离子与Au@Pt-NPs结合，但不能阻止Hg与Au@Pt-NPs的结合，因此可有效消除其它金属离子的存在对汞离子和有机汞检测结果的影响。
在一些较为具体的实施方案中，所述的总汞检测方法可以包括：
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入一系列不同浓度的标准汞离子溶液(当然也可以是标准有机汞溶液，或者同时包含不同浓度汞离子和有机汞的标准溶液)，之后加入硼氢化钠在20℃～40℃反应，其后再加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，通过测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，获得总汞浓度-吸光值标准曲线；
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入待测样品，之后加入硼氢化钠在20℃～40℃反应，其后再加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，测定所获混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述总汞浓度-吸光值标准曲线比对，从而测得待测样品中的总汞含量。
在一些实施方案中，所述的总汞检测方法包括：将金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠在磷酸盐缓冲液中均匀混合，形成所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液。
进一步的，所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液包含浓度为1.0nM～3.0nM的金核铂壳纳米复合物。
进一步的，所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液包含浓度为0.0005wt％～0.001wt％的十二烷基硫酸钠。
进一步的，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M～0.1M，pH值为5.5～8.0。
进一步的，所述双氧水的浓度为5.0wt％～20.0wt％。
进一步的，所述混合液包含浓度为0.5mM～2.5mM的四甲基联苯胺。
进一步的，所述柠檬酸钠缓冲溶液的pH值为3.0～4.5。
进而，鉴于待测样品中可能同时存在汞离子及有机汞，为更准确的探知其中有机汞的含量，可以采用前述的汞离子检测方法先测得待测样品中汞离子的含量，之后采用前述的总汞检测方法测得待测样品中总汞的含量，通过扣除总汞含量中的汞离子的含量，即可准确探知其中有机汞的含量。
进而，本发明实施例还提供了一种有机汞检测方法，其包括：
按照前述的汞离子检测方法测得待测样品中的汞离子含量；
按照前述的总汞检测方法测得待测样品中的总汞含量，之后从所述总汞含量中扣除所述汞离子含量，获得待测样品中的有机汞含量。
在一些较为具体的实施方案中，所述的有机汞检测方法包括：
向金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠(SDS)和磷酸盐缓冲液(PB)的复合物溶液中，加入一系列不同浓度的汞离子溶液,反应后，加入双氧水、四甲基联苯胺(TMB)溶液和柠檬酸钠缓冲溶液，测定在可见光波段的吸光值，获得总汞浓度-吸光值标准曲线；
向金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠(SDS)和磷酸盐缓冲液(PB)的复合物溶液中，加入待测溶液,反应后，加入双氧水、四甲基联苯胺(TMB)溶液和柠檬酸钠缓冲溶液，测定在可见光波段的吸光值，获得总汞浓度，再扣除其中的汞离子含量，可以计算出有机汞的含量。
在一些较为典型的实施案例中，所述的有机汞检测方法包括如下步骤：
(1)提供浓度为15.0nm～30.0nm的金核铂壳纳米复合物溶液，用超纯水将其稀释10倍；
(2)取100μL步骤(1)稀释液，再取175μL的0.01M～0.1M磷酸盐缓冲液(pH值为5.5～8.0)、70μL的0.0005％～0.001％十二烷基硫酸钠溶液和355μL的超纯水；
(3)取20μL步骤(2)所获的金核铂壳纳米复合物溶液，分别加入80μL一系列不同浓度的标准汞离子溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入100μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再分别测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，并获得汞离子浓度-吸光值标准曲线；
(4)取20μL步骤(2)所获的金核铂壳纳米复合物溶液，分别加入80μL待测溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入100μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再测定该混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述标准曲线对照，从而测得待测溶液中的汞离子浓度。
(5)取20μL步骤(2)所获的金核铂壳纳米复合物溶液，分别加入80μL一系列不同浓度的标准汞离子溶液和5μL浓度为1.0mM～25.0mM的硼氢化钠溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入95μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再分别测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，并获得总汞浓度-吸光值标准曲线；
(6)取20μL步骤(2)所获的金核铂壳纳米复合物溶液，分别加入80μL待测溶液和5μL浓度为1.0mM～25.0mM的硼氢化钠溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入95μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再测定该混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述标准曲线对照，测得待测溶液中的总汞浓度，扣除前述测得的汞离子浓度，从而计算其中有机汞的浓度。
本发明实施例提供了一种总汞检测试剂盒，其包括：
金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液的组合；
硼氢化钠溶液；
以及，显色液，包含双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的组合。
进一步的，所述试剂盒在使用时，金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液混合形成复合溶液。
进一步的，所述复合溶液包含浓度为1.0nM～3.0nM的金核铂壳纳米复合物。
进一步的，所述复合溶液包含浓度为0.0005wt％～0.001wt％的十二烷基硫酸钠。
进一步的，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M～0.1M，pH值为5.5～8.0。
进一步的，所述显色液为双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的混合液。
优选的，所述显色液包含浓度为0.5mM～2.5mM的四甲基联苯胺，5.0wt％～10.0wt％的过氧化氢，50mM～100mM的柠檬酸钠，且所述显色液的pH值为3.0～4.5。
进一步的，所述双氧水的浓度为5.0wt％～20.0wt％。
进一步的，所述柠檬酸钠缓冲溶液的pH值为3.0～4.5。
进一步的，所述硼氢化钠溶液的浓度为1.0mM～25.0mM。
进一步的，前述金核铂壳纳米复合物的粒径为15.0nm～30.0nm。
进一步的，前述金核铂壳纳米复合物中的铂壳厚度为2.0～5.0nm。
进一步的，前述金核铂壳纳米复合物中金、铂质量比为1：50～1：200。
在一些较为具体的实施方案中，前述金核铂壳纳米复合物的制备方法可以包括：
取HAuCl4的水溶液于300℃下加热至沸腾，保持沸腾5～6min，再加入柠檬酸钠，直至溶液变为酒红色后继续煮沸10min，放置室温下冷却，获得金纳米粒子的溶液；
将所述金纳米粒子的溶液、六氯铂酸钾和水混合，并在搅拌下加热至80℃，随后分批加入L-抗坏血酸，连续搅拌并反应30min，直至混合反应体系的颜色从红变至橙红色，获得金核铂壳纳米复合物。
更为具体的，前述金核铂壳纳米复合物的制备方法可以包括：
金纳米粒子的制备：取97.5mL超纯水和2.5mL HAuCl4溶液到准备好的锥形瓶中，于300℃下加热至沸腾，保持沸腾5～6min，再加入2mL的1％的柠檬酸钠，溶液变为酒红色后继续煮沸10min，放置室温下冷却，移入4℃冰箱存放。
金核铂壳纳米复合物的制备：将15mL所制备金纳米粒子的溶液、0.239mL的10mM的六氯铂酸钾溶液和8.566mL超纯水混合在一起，将所得溶液在搅拌下加热至80℃。随后，取1.195mL的10mM的L-抗坏血酸(AA)，用注射泵逐滴添加到上述溶液中，连续搅拌。然后将混合物再反应30min，并且其颜色从红变至橙红色，指示金核铂壳纳米复合物的形成。
以下结合若干实施例及附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例1本实施例涉及了一种汞离子检测方法，具体包括：
(1)根据已报道的参考文献合成金核铂壳纳米复合物，具体步骤如下：
金纳米粒子的制备：取97.5mL超纯水和2.5mL氯金酸溶液到准备好的锥形瓶中，于300℃下加热至沸腾，保持沸腾5～6min，再加入2mL的1％的柠檬酸钠，溶液变为酒红色后继续煮沸10min，放置室温下冷却，移入4℃冰箱存放。
金核铂壳纳米复合物的制备：将15mL所制备金纳米粒子的溶液、0.239mL的10mM的六氯铂酸钾溶液和8.566mL超纯水混合在一起，将所得溶液在搅拌下加热至80℃。随后，取1.195mL的10mM的L-抗坏血酸(AA)，用注射泵逐滴添加到上述溶液中，连续搅拌。然后将混合物再反应30min，并且其颜色从红变至橙红色，指示金核铂壳纳米复合物的形成。
(2)提供浓度为1.5nM～3nM的金核铂壳纳米复合物溶液，用超纯水将金核铂壳复合物溶液稀释10倍；
(3)取100μL步骤(2)稀释液，再取175μL的0.01M～0.1M磷酸盐缓冲液(pH值为5.5～8.0)、70μL的0.0005％～0.001％十二烷基硫酸钠溶液和355μL的超纯水；
(4)取20μL步骤(3)所获的混合液，分别加入80μL一系列不同浓度的标准汞离子溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入100μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再分别测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，并获得汞离子浓度-吸光值标准曲线；
(5)取20μL步骤(3)所获的混合液，分别加入80μL待测液体样品，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入100μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再测定该混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述标准曲线对照，从而测得待测样品(优选为液相样品)中的汞离子浓度。
(6)取20μL步骤(3)所获的混合液，分别加入80μL一系列不同浓度的汞离子标准溶液和5μL浓度为1.0mM～25.0mM的硼氢化钠溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入95μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再分别测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，获得总汞浓度-吸光值标准曲线；
(7)取20μL步骤(3)所获的金核铂壳纳米复合物溶液，分别加入80μL待测样品(优选为液相样品)和5μL浓度为1.0mM～25.0mM的硼氢化钠溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入95μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再测定该混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述标准曲线对照，测得待测样品中的总汞浓度，扣除步骤(5)中测得的汞离子浓度，从而计算其中有机汞的浓度。
(8)自来或河水中汞的检测：将自来水经0.22μm微孔过滤膜过滤，以水样品代替汞溶液，即可完成水中汞离子和有机汞的检测。
另外，参照步骤(6-7)的操作及基本相同的反应条件，还对其它金属离子进行了比对性的检测，其最终检测结果可参阅图5～图6。
实施例2本实施例涉及了一种总汞和有机汞检测方法，具体包括：
(1)根据已报道的参考文献合成金核铂壳纳米复合物，具体步骤如下：
金纳米粒子的制备：取97.5mL超纯水和2.5mL氯金酸溶液到准备好的锥形瓶中，于300℃下加热至沸腾，保持沸腾5～6min，再加入2mL的1％的柠檬酸钠，溶液变为酒红色后继续煮沸10min，放置室温下冷却，移入4℃冰箱存放。
金核铂壳纳米复合物的制备：将15mL所制备金纳米粒子的溶液、0.308mL的10mM的六氯铂酸钾溶液和8.152mL超纯水混合在一起，将所得溶液在搅拌下加热至80℃。随后，取1.540mL的10mM的L-抗坏血酸(AA)，用注射泵逐滴添加到上述溶液中，连续搅拌。然后将混合物再反应30min，并且其颜色从红变至橙红色，指示金核铂壳纳米复合物的形成。
(2)用超纯水将金核铂壳复合物溶液稀释浓度至1.5nM～3nM的金核铂壳纳米复合物溶液；
(3)取100μL步骤(2)金核铂壳纳米复合物溶液，再取175μL的0.01M～0.1M磷酸盐缓冲液(pH值为5.5～8.0)、70μL的0.0005％～0.001％十二烷基硫酸钠溶液和355μL的超纯水；
(4)取20μL步骤(3)所获的混合液，分别加入80μL一系列不同浓度的标准汞离子溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入100μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再分别测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，并获得汞离子浓度-吸光值标准曲线；
(5)取20μL步骤(3)所获的混合液，分别加入80μL待测样品(优选为液相样品)，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入100μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再测定该混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述标准曲线对照，从而测得待测样品中的汞离子浓度。
(6)取20μL步骤(3)所获的混合液，分别加入80μL一系列不同浓度的标准汞离子溶液和5μL浓度为1.0mM～25.0mM的硼氢化钠溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入95μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再分别测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，并获得总汞浓度-吸光值标准曲线；
(7)取20μL步骤(3)所获的混合液，分别加入80μL待测样品和5μL浓度为1.0mM～25.0mM的硼氢化钠溶液，在20℃～40℃的条件下反应20min后，加入95μL现配的TMB显色液(即390μL超纯水，1020μL的pH值为3.0～4.5的柠檬酸钠缓冲液，560μL的5.0％～20.0％双氧水溶液，880μL的0.5mM～2.5mM的TMB溶液)，均匀混合形成混合反应体系，在20℃～40℃的条件下反应15min后，再测定该混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述标准曲线对照，测得待测样品中的总汞浓度；扣除步骤(5)中测得的汞离子浓度，还可从而计算其中有机汞的浓度。
(8)自来水中汞的检测：将自来水经0.22μm微孔过滤膜过滤，以自来水样品代替汞溶液，即可完成自来水中汞离子和有机汞的检测。
本发明提供的汞离子或总汞的检测方法及检测试剂盒能分别用以检测环境中的汞离子和总汞，其中汞离子检测的线性范围为10-200nM，灵敏度为5.0nM，总汞检测的线性范围为5.0-30nM，灵敏度可达到3.0nM，且检测方法具有简便快速、成本低，稳定性高等优点，适合环境(例如污水等)中汞离子和有机汞残留的同时检测。
需要指出的是，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种汞离子检测方法，其特征在于包括：向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入可能含有汞离子的待测样品、双氧水、四甲基联苯胺及柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并反应，通过观测混合反应体系在可见光波段的吸光值，实现对待测样品中汞离子含量的检测。
2.根据权利要求1所述的汞离子检测方法，其特征在于具体包括：
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入一系列不同浓度的标准汞离子溶液，之后加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，通过测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，获得汞离子浓度-吸光值标准曲线；
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入待测样品，之后加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，测定所获混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述汞离子浓度-吸光值标准曲线比对，从而测得待测样品中的汞离子含量。
3.根据权利要求1所述的汞离子检测方法，其特征在于：所述金核铂壳纳米复合物的粒径为15.0nm～30.0nm，其中铂壳厚度为2.0～5.0nm；和/或，所述金核铂壳纳米复合物中金、铂质量比为1：50～1：200；优选的，所述金核铂壳纳米复合物的制备方法包括：取HAuCl4的水溶液于300℃下加热至沸腾，保持沸腾5～6min，再加入柠檬酸钠，直至溶液变为酒红色后继续煮沸10min，放置室温下冷却，获得金纳米粒子的溶液；将所述金纳米粒子的溶液、六氯铂酸钾和水混合，并在搅拌下加热至80℃，随后分批加入L-抗坏血酸，连续搅拌并反应30min，直至混合反应体系的颜色从红变至橙红色，获得金核铂壳纳米复合物。
4.根据权利要求1所述的汞离子检测方法，其特征在于包括：将金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠在磷酸盐缓冲液中均匀混合，形成所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液。
5.根据权利要求4所述的汞离子检测方法，其特征在于：所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液包含浓度为1.0nM～3.0nM的金核铂壳纳米复合物和/或浓度为0.0005wt％～0.001wt％的十二烷基硫酸钠；和/或，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M～0.1M，pH值为5.5～8.0。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的汞离子检测方法，其特征在于：所述双氧水的浓度为5.0wt％～20.0wt％；和/或，所述混合液包含浓度为0.5mM～2.5mM的四甲基联苯胺；和/或，所述柠檬酸钠缓冲溶液的pH值为3.0～4.5。
7.一种汞离子检测试剂盒，其特征在于包括：
金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液的组合；
以及，显色液，包含双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的组合。
8.根据权利要求7所述的汞离子检测试剂盒，其特征在于：所述金核铂壳纳米复合物的粒径为15.0nm～30.0nm，其中铂壳厚度为2.0～5.0nm，并且所述金核铂壳纳米复合物中金、铂质量比为1：50～1：200。
9.根据权利要求7所述的汞离子检测试剂盒，其特征在于：所述试剂盒在使用时，金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液混合形成复合溶液，所述复合溶液包含浓度为1.0nM～3.0nM的金核铂壳纳米复合物和浓度为0.0005wt％～0.001wt％的十二烷基硫酸钠，其中所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M～0.1M，pH值为5.5～8.0；和/或，所述显色液为双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的混合液；优选的，所述显色液包含浓度为0.5mM～2.5mM的四甲基联苯胺，5.0wt％～10.0wt％的过氧化氢，50mM～100mM的柠檬酸钠，且所述显色液的pH值为3.0～4.5。
10.一种总汞检测方法，其特征在于包括：向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入可能含有汞离子和/或有机汞的待测样品、硼氢化钠、双氧水、四甲基联苯胺及柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并反应，通过观测混合反应体系在可见光波段的吸光值，实现对待测样品中总汞含量的检测。
11.根据权利要求10所述的总汞检测方法，其特征在于具体包括：
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入一系列不同浓度的标准汞离子和/或有机汞溶液，之后加入硼氢化钠在20℃～40℃反应，其后再加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，通过测定各混合反应体系在可见光波段的吸光值，获得总汞浓度-吸光值标准曲线；
向金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液中加入待测样品，之后加入硼氢化钠在20℃～40℃反应，其后再加入双氧水、四甲基联苯胺和柠檬酸钠缓冲溶液形成混合液并在20℃～40℃反应，测定所获混合反应体系在可见光波段的吸光值，并与所述总汞浓度-吸光值标准曲线比对，从而测得待测样品中的总汞含量。
12.根据权利要求10所述的总汞检测方法，其特征在于：所述金核铂壳纳米复合物的粒径为15.0nm～30.0nm，其中铂壳厚度为2.0～5.0nm；和/或，所述金核铂壳纳米复合物中金、铂质量比为1：50～1：200；优选的，所述金核铂壳纳米复合物的制备方法包括：取HAuCl4的水溶液于300℃下加热至沸腾，保持沸腾5～6min，再加入柠檬酸钠，直至溶液变为酒红色后继续煮沸10min，放置室温下冷却，获得金纳米粒子的溶液；将所述金纳米粒子的溶液、六氯铂酸钾和水混合，并在搅拌下加热至80℃，随后分批加入L-抗坏血酸，连续搅拌并反应30min，直至混合反应体系的颜色从红变至橙红色，获得金核铂壳纳米复合物。
13.根据权利要求10所述的总汞检测方法，其特征在于包括：将金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠在磷酸盐缓冲液中均匀混合，形成所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液。
14.根据权利要求13所述的总汞检测方法，其特征在于：所述金核铂壳纳米复合物与十二烷基硫酸钠的复合溶液包含浓度为1.0nM～3.0nM的金核铂壳纳米复合物和/或浓度为0.0005wt％～0.001wt％的十二烷基硫酸钠；和/或，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M～0.1M，pH值为5.5～8.0。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的总汞检测方法，其特征在于：所述双氧水的浓度为5.0wt％～20.0wt％；和/或，所述混合液包含浓度为0.5mM～2.5mM的四甲基联苯胺；和/或，所述柠檬酸钠缓冲溶液的pH值为3.0～4.5。
16.一种有机汞检测方法，其特征在于包括：
按照权利要求1-6中任一项所述的方法测得待测样品中的汞离子含量；
按照权利要求10-15中任一项所述的方法测得待测样品中的总汞含量，之后从所述总汞含量中扣除所述汞离子含量，获得待测样品中的有机汞含量。
17.一种总汞检测试剂盒，其特征在于包括：
金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液的组合；
硼氢化钠溶液；
以及，显色液，包含双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的组合。
18.根据权利要求17所述的总汞检测试剂盒，其特征在于：
所述金核铂壳纳米复合物的粒径为15.0nm～30.0nm，其中铂壳厚度为2.0～5.0nm，并且所述金核铂壳纳米复合物中金、铂质量比为1：50～1：200；
和/或，所述试剂盒在使用时，金核铂壳纳米复合物、十二烷基硫酸钠与磷酸缓冲液混合形成复合溶液，所述复合溶液包含浓度为1.0nM～3.0nM的金核铂壳纳米复合物和浓度为0.0005wt％～0.001wt％的十二烷基硫酸钠，其中所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.01M～0.1M，pH值为5.5～8.0；
和/或，所述硼氢化钠溶液的浓度为1.0mM～25.0mM；
和/或，所述显色液为双氧水、四甲基联苯胺与柠檬酸钠缓冲溶液的混合液；优选的，所述显色液包含浓度为0.5mM～2.5mM的四甲基联苯胺，5.0wt％～10.0wt％的过氧化氢，50mM～100mM的柠檬酸钠，且所述显色液的pH值为3.0～4.5。
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