CN110702681B - 一种基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，包括如下步骤：向金纳米颗粒中加入适量HCl、AA和AgNO₃，制备得到银包金纳米颗粒；将载玻片依次采用MPTMS溶液、银包金纳米颗粒溶液、盐酸萘乙二胺饱和溶液进行浸泡；取含亚硝酸盐的待测溶液与对氨基苯磺酸溶液混合，形成混合溶液A；将修饰后的载玻片浸入混合溶液A中，反应结束后将载玻片用超纯水清洗后烘干，然后通过暗场显微镜观察银包金纳米颗粒光强变化检测亚硝酸盐的含量。本发明提供的银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，具有方便快捷、检出下限低、灵敏度高、选择性好、检测具有空间分辨能力等优点。

Description

一种基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法

技术领域

本发明涉及亚硝酸盐检测技术领域，具体涉及一种基于等离子体共振能量转移的银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法。

背景技术

亚硝酸盐广泛存在于人类环境中，人类体内的硝酸盐在微生物的作用下可还原为亚硝酸盐；在食品工业可作为肉制品的护色剂，常加到腊肉和火腿中增加其色泽，使其美观；还可以作为防腐剂。亚硝酸盐的颜色和味道和食盐相似，难以分辨。高剂量的亚硝酸盐具有很大的毒性，会影响红细胞的运作，导致缺氧死亡。在烹饪等条件下，亚硝酸盐与氨基酸降解反应，生成亚硝胺，具有强致癌性；并且亚硝酸盐易与人体蛋白质代谢生成胺类化合物，从而引起人体内部发生癌变、畸变。

2012年发生了大量血燕亚硝酸盐超标事件，使亚硝酸盐超标迅速成为食品安全问题关注的焦点；且在2017年里世界卫生组织公布的致癌物清单中，硝酸盐或亚硝酸盐“榜上有名”。因此亚硝酸盐的检测也是食品安全检测的重要指标之一。

现有技术中，检测亚硝酸盐的方法有重氮化偶合分光光度法、液相色谱法、分光光度法、电化学法、滴定法等，这些方法具有操作复杂、检出下限高、灵敏度低等局限性。

鉴于此，本发明提供了一种简单快捷、检出下限低、灵敏度高、选择性好、具有空间分辨能力的亚硝酸盐检测方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术缺陷，提供一种银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，具有方便快捷、检出下限低、灵敏度高、选择性好、拥有空间分辨能力等优点。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，包括如下步骤：

步骤S1：向金纳米颗粒中加入适量HCl、AA和AgNO₃，制备得到银包金纳米颗粒；

步骤S2：将载玻片依次采用MPTMS溶液、银包金纳米颗粒溶液、盐酸萘乙二胺饱和溶液进行浸泡，以实现对载玻片的MPTMS修饰、银包金纳米颗粒修饰和盐酸萘乙二胺修饰；

步骤S3：取含亚硝酸盐的待测溶液与对氨基苯磺酸溶液混合，形成含重氮偶联化合物的混合溶液A，且重氮偶联化合物的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长与银包金纳米颗粒的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长相当；

步骤S4：将修饰后的载玻片浸入混合溶液A中，反应结束后将载玻片用超纯水清洗后烘干，然后通过暗场显微镜观察银包金纳米颗粒光强变化检测亚硝酸盐的含量。

进一步地，所述银包金纳米颗粒的粒径为50±5nm，其紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长为526nm。

进一步地，步骤S1中，制备银包金纳米颗粒步骤包括：

向2mL金纳米颗粒中依次加入4uL浓度为0.1M的HCl、200uL浓度为0.1M的AA，4uL浓度为0.01M的AgN0₃；其中金纳米颗粒的粒径为48±5nm。

进一步地，步骤S2中，MPTMS修饰的载玻片在银包金纳米颗粒溶液中浸泡5-20min，进行载玻片的银包金纳米颗粒修饰。

进一步地，步骤S2中，MPTMS修饰的载玻片在银包金纳米颗粒中的浸泡时间为10min。

进一步地，所用银包金纳米颗粒溶液的浓度为0.022-0.35nM。

进一步地，所用银包金纳米颗粒溶液的浓度为0.35nM。

进一步地，步骤S3中，所用氨基苯磺酸溶液的pH值≤3。

进一步地，步骤S4中，修饰后的载玻片浸入混合溶液A中的反应时间为10-50min。

进一步地，检测亚硝酸盐的含量还包括建立标准曲线步骤，包括：

配制不同浓度的亚硝酸盐待测溶液，分别加入等量的对氨基苯磺酸溶液，形成不同浓度梯度的混合溶液A；

取修饰后的载玻片放入不同浓度梯度的混合溶液A中，反应结束后将载玻片用超纯水清洗后烘干；

将不同的载玻片分别置于暗场显微镜条件下观察拍照，照片用Image J处理测定银包金纳米颗粒光强值，并绘制△λ/λ₀与亚硝酸盐浓度的对数值的关系曲线图；

在0-0.04μg/L范围内，工作曲线为y＝0.0314x+0.6148，相关系数R²为0.9927；其中△λ＝λ₀-λ_i，其中λ₀表示银包金纳米颗粒的初始光强值，λ_i表示反应后银包金纳米颗粒的光强值。

相较于现有技术，本发明提供的银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，有益效果在于：

一、本发明提供的银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，应用在一般情况下每个分子都具有特定的吸收光谱，不同粒径的银包金纳米颗粒具有不同的吸收波长且银包金纳米颗粒一般呈分散状态的理论。将待测亚硝酸盐溶液与对氨基苯磺酸反应生成重氮偶联化合物，且重氮偶联化合物的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长与银包金纳米颗粒的紫外吸收、散射光谱最大吸收峰对应波长相当，当银包金纳米金颗粒(即供体分子)的散射光谱与重氮偶联化合物(即受体分子)的吸收光谱相互交叉重叠,且纳米金颗粒与重氮偶联化合物紧密结合时，纳米颗粒的等离子体能量会转移给受体分子，导致纳米颗粒散射光强减弱。因此，本发明利用等离子体共振能量转移，通过暗场显微镜观察银包金纳米颗粒光强变化来确定亚硝酸盐的含量。由于银包金纳米颗粒直接重氮偶联化合物结合，且两者的紫外吸收光谱的最大吸收峰所处波长相同，因此具有较高的灵敏性；且由于采用了暗场显微镜，单个纳米颗粒的光强即可用于定量，其空间分辨能力可以达到200纳米。

二、本发明提供的银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法,通过绘制△λ/λ₀与亚硝酸盐浓度的对数值的关系曲线图，在0-0.04μg/L范围内，工作曲线为y＝0.0314x+0.6148，相关系数R²为0.9927。由此可以看出，本发明的亚硝酸盐检测方法，检测下限低于1μg/L，与现有亚硝酸亚检测方法相比，具有更低的检测下限。

三、本发明提供的银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法,抗干扰能力强，选择性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的原理示意图；

图2是本发明中银包金纳米颗粒的紫外吸收光谱图；

图3是本发明中银包金纳米颗粒的电镜图；

图4是本发明中显微镜检测银包金纳米颗粒光强值的实验配置观察图；

图5是本发明中银包金纳米颗粒修饰载玻片的时间影响效果图；

图6是本发明中银包金纳米颗粒修饰载玻片过程中银包金纳米颗粒浓度的影响效果图；

图7是本发明中载玻片浸入亚硝酸盐和对氨基苯磺酸的混合溶液A中不同反应时间的暗场成像图；

图8是本发明中氨基苯磺酸溶液不同pH条件下暗场成像图；

图9是本发明标准工作曲线制作工艺中不同亚硝酸盐浓度下银包金纳米颗粒的响应图；

图10是本发明的标准工作曲线图；

图11是本发明中不同阴离子对亚硝酸盐检测的影响效果图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应该被视为在本文中具体公开。

本发明所用的化学试剂及试验仪器参考如下：

化学试剂如表1：

表1：化学试剂

本实验用水均为超纯水；王水(浓盐酸比浓硝酸的体积比例为3:1)。

实验仪器如表2：

表2：实验仪器

本实验主要玻璃器皿：蓝盖试剂瓶。移液枪的使用规格：100μL、200μL、1000μL。

主要试剂的配制：

1、亚硝酸盐浓度的配制：按照规范操作制备亚硝酸盐浓度梯度，以便实验；

2、其他试剂的配制：进行实验所需的其他试剂有氯金酸、柠檬酸钠、4-苯磺氨酸和盐酸萘乙二胺等，其中氯金酸的浓度为1％，柠檬酸钠的浓度为1％，4-苯磺氨基的浓度为0.4％，盐酸萘乙二胺为饱和溶液。

本发明提供的基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，原理如下：

当电子吸收带的频率分子和粒子与分子共轭时的等离子体粒子的瑞利散射的共振频率相匹配，等离子体共振能量转移在瑞利散射谱上产生可区分的光谱共振猝灭。由于它们独特的电子跃迁(例如d-d跃迁)，纳米金-配体络合物可以产生具有瑞利散射频率的匹配吸收带，这意味着这些纳米金-配体络合物能够成为亚硝酸盐的受体。由此，与特定配体结合的金纳米等离子体粒子可以作为目标亚硝酸盐的选择性探针，具有高灵敏度和选择性，通过提供定量光谱猝灭信息作为单个靶附近的靶标局部浓度的函数探测。

本发明中采用银包金纳米颗粒而不是金纳米颗粒进行检测，是因为盐酸萘乙二胺分子中的氨基和银具有很强的结合能力。当银包金纳米颗粒浸泡至萘乙二胺溶液中时，会有大量的萘乙二胺分子在其表面自组装形成致密的分子层，从而保证了检测时有更强的信号。发明人前期尝试使用金纳米颗粒进行实验，但是由于萘乙二胺分子和金表面结合能力不强，锚定在表面上的分子很少，无法进行检测。

实验可行性测定：

取已经修饰好的载玻片将其放置在清洗后已经做好通道的载玻片上，在显微镜下观察并固定一清晰的视野。配置好高浓度的亚硝酸盐和对氨基苯磺酸混合液从一侧滴入，用吸水纸从另一侧吸出，使通道内充满溶液，观察银包金纳米颗粒的亮度变化。通过观察发现，在滴入亚硝酸盐和对氨基苯磺酸混合液后，金纳米颗粒的亮度迅速变暗，说明该方法对亚硝酸盐的检测效果明显。

请结合参阅图1至图4，其中图1是本发明基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的原理示意图；图2是本发明中银包金纳米颗粒的紫外吸收光谱图；图3是本发明中银包金纳米颗粒的电镜图；图4是本发明中显微镜检测银包金纳米颗粒光强值的实验配置观察图。当修饰好银包金纳米颗粒的载玻片在饱和盐酸萘乙二胺浸泡过夜后，使盐酸萘乙二胺尽可能多的通过氨基与银包金纳米颗粒结合；亚硝酸盐和对氨基苯磺酸生成重氮偶联化合物，其紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长与银包金纳米颗粒的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长相当，此时会发生等离子体共振能量转移。

银包金纳米颗粒的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长为526nm，通过电子显微镜结果表明银包金纳米金颗粒的直径为50±5nm。且在暗场显微镜下，金纳米颗粒的散射光强减弱。

以下结合具体的实施例说明本发明提供的基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸的方法。

实施例1 金纳米颗粒的制备

步骤1)通过柠檬酸钠还原法合成球形金纳米颗粒作为种子：

向装有99mL超纯水的250mL的三颈烧瓶中加入1mL质量浓度为1％的氯金酸溶液,将三颈烧瓶置于油浴锅中间位置，边加热边搅拌至沸腾，再加入1mL质量浓度为1％的柠檬酸钠，待溶液变为酒红色后继续加热十五分钟至溶液不褪色为止，波长在520nm左右，大小为13nm。

步骤2)将合成的球形金纳米颗粒冷却后加入100mL带盖玻璃瓶中于4℃冰箱冷藏保存。

步骤3)制备大颗粒金纳米颗粒：

将200uL质量浓度为1％的氯金酸溶液，2mL种子溶液，200uL质量浓度为1％的柠檬酸钠溶液，100uL质量浓度为0.5％的对苯二酚溶液，依次加入到盛有20mL超纯水的带盖玻璃瓶中。快速搅拌10min后于室温下静置30min，待溶液变为酒红色即合成大的金纳米颗粒。金纳米颗粒的粒径大小为48±5nm，紫外吸收光谱的最大吸收峰在532nm左右。

实施例2 银包金纳米颗粒的制备

向2mL由实施例1合成的金纳米颗粒中依次加入4uL的HCl(0.1M),200uL的AA(0.1M)，4uLAgN0₃(0.01M),即可得到银包金纳米颗粒，其粒径为50±5nm，紫外吸收光谱的最大吸收峰在526nm处。

实施例3 亚硝酸盐的检测

一种基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，包括如下步骤：

步骤S1：向金纳米颗粒中加入适量HCl、AA和AgNO₃，制备得到银包金纳米颗粒，具体如实施例2；

步骤S2：将载玻片依次采用MPTMS溶液、银包金纳米颗粒溶液、盐酸萘乙二胺饱和溶液进行浸泡，以实现对载玻片的MPTMS修饰、银包金纳米颗粒修饰和盐酸萘乙二胺修饰；

具体的，包括：

步骤S21，采用无水乙醇和(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(简写为MPTMS)修饰载玻片，MPTMS溶液与载玻片表面反，应形成沉陷巯基的表面；修饰完成后，采用污水乙醇大量多次冲洗载玻片，放入烘箱中，于115℃中烘干2h备用；

步骤S22，将MPTMS修饰的载玻片浸泡在银包金纳米颗粒溶液中，对载玻片进行银包金纳米颗粒修饰；修饰完成后取出，用超纯水清洗后烘干备用；

步骤S23，将银包金纳米颗粒修饰的载玻片放入盐酸萘乙二胺的饱和溶液中浸泡过夜，取出后用超纯水清洗后烘干备用；

步骤S3：取含亚硝酸盐的待测溶液与对氨基苯磺酸溶液混合，形成含重氮偶联化合物的混合溶液A；

亚硝酸盐与对氨基苯磺酸反应生成重氮偶联化合物，且重氮偶联化合物的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长与银包金纳米颗粒的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长相当；所用对氨基苯磺酸溶液的质量浓度为0.4％；

步骤S4：将修饰后的载玻片浸入混合溶液A中，反应结束后将载玻片用超纯水清洗后烘干，然后通过暗场显微镜观察银包金纳米颗粒光强变化检测亚硝酸盐的含量；

具体的，将载玻片放入烘箱烘干，置于显微镜下进行观察拍照，照片用Image J处理测定银包金纳米颗粒亮度，去除亮度前20％和后10％，使用origin软件对其数据进行高斯拟合，得出该浓度下的最大光亮值并以此做关于亚硝酸盐浓度对数和光强变化比值的关系曲线图，并根据该关系曲线图测定样品中的亚硝酸盐浓度。

基于在实际检测中不同的参数条件对检测结果具有较大影响，以下进行包括修饰载玻片时浸泡在银包金纳米颗粒溶液中的时间、银包金纳米颗粒浓度、载玻片在重氮偶联化合物中的反应时间、及对氨基苯磺酸的pH值等单因素实验。

实施例4-8

基于实施例3的亚硝酸盐的检测方法，优化银包金纳米颗粒修饰载玻片的时间，形成实施例4-8。具体方法如下：

在银包金纳米颗粒修饰载玻片的优化实验中，设定总体积为1mL，将经MPTMS修饰的载玻片置于干净的培养皿中，并加入1mL的银包金纳米颗粒，改变其浸泡时间(1min开始，每5min测一次，直到20min)，其他条件不变。反应结束后用大量超纯水冲洗掉多余的溶液并于烘箱烘干，在显微镜下观察并拍照，确定金纳米最佳浸泡时间。

请结合参阅图5，是本发明中银包金纳米颗粒修饰载玻片的时间影响效果图。其中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别表示浸泡时间为1min、5min、10min、15min、20min的显微镜暗场图。由图5可以看出，同一浓度下不同时间浸泡的银包金纳米颗粒，其银包金纳米的个数也不同，在10min的时候金纳米的个数和分布最为均匀，与亚硝酸盐反应最为彻底。所以在修饰玻片时，银包金纳米颗粒反应时间最佳为10min。

分析认为，在亚硝酸盐与银包金纳米上的氨基反应过程中，银包金纳米的数量和分布情况对其反应有非常重要的影响，所以控制银包金纳米颗粒浸泡载玻片的时间有利于控制银包金纳米颗粒的分布，均匀分布的银包金纳米颗粒可促进后续反应的进行。

实施例9-13

基于实施例3的亚硝酸盐的检测方法，优化修饰载玻片的银包金纳米颗粒浓度，形成实施例9-13。具体方法如下：

通过改变银金纳米颗粒浓度(1×，0.5×，0.25×，0.125×，0.0625×)，其他条件不变，设定总体积为1mL，将将经MPTMS修饰的载玻片置于干净的培养皿中，并倒入1mL不同浓度的银包金纳米颗粒，反应一定时间，结束后用超纯水洗净并与烘箱烘干，在显微镜下观察并拍照，确定银包金纳米颗粒的最佳浸泡浓度。其中1×表示银包金纳米颗粒原液浓度，即由实施例2制备得到的银包金纳米颗粒浓度，具体为0.35nM；0.5×，0.25×，0.125×，0.0625×分别表示将原液稀释2倍、4倍、8倍、16倍，对应的浓度分别0.175nM，0.088nM，0.044nM，0.022nM。

请结合参阅图6，是本发明中银包金纳米颗粒修饰载玻片过程中银包金纳米颗粒浓度的影响效果图。其中(a1)、(b1)、(c1)、(d1)、(e1)分别表示银包金纳米颗粒溶液浓度为原液稀释16倍、稀释8倍、稀释4倍、稀释2倍、及原液条件下的显微镜暗场图。由图6可以看出，同一时间下不同浓度的银包金纳米颗粒浸泡的载玻片，其负载的银包金金纳米颗粒的个数也不同。其中，在原液浓度条件下浸泡短时间，载玻片上的银包金纳米颗粒的个数和分布最为均匀，与亚硝酸盐反应最为彻底。所以在修饰载玻片过程中，银包金纳米颗粒的最佳反应浓度为原液浓度0.35nM。在平常实验中，在载玻片上修饰银包纳米颗粒时，一般在原液浓度的银包金纳米溶液中浸泡10min。

实施例14-19

基于实施例3的亚硝酸盐的检测方法，优化载玻片浸入混合溶液A中的反应时间，形成实施例14-19。具体方法如下：

将修饰完全的载玻片置于干净的培养皿中，并倒入1mL相同浓度的亚硝酸盐和对氨基苯磺酸的混合溶液A，改变反应时间(分别将反应时间设定为0min，10min，20min，30min，40min，50min)，结束后用超纯水洗净并与烘箱烘干，在显微镜下观察并拍照，确定亚硝酸盐最佳反应时间。

请结合参阅图7，是本发明中载玻片浸入亚硝酸盐和对氨基苯磺酸的混合溶液A中不同反应时间的暗场成像图。其中(a2)、(b2)、(c2)、(d2)、(e2)分别表示载玻片在混合溶液A中的反应时间分别为0min，10min，20min，30min，40min，50min的显微镜暗场成像图。由图7可以看出，混合溶液A的浓度相同，浸泡时间越长其光强变化越大，光强越弱。所以，载玻片进入混合溶液A的反应时间越长越好。一般情况下，将反应时间设定为50min。

实施例20-26

基于实施例3的亚硝酸盐的检测方法，优化对氨基苯磺酸溶液的pH值，形成实施例20-26。具体方法如下：

使用1M氢氧化钠溶液和1M盐酸溶液调节对氨基苯磺酸溶液的pH值至1、3、5、7、9、11及原液(20％盐酸配制，pH＜1)，其他条件不变，设定总体积为1mL，将将经MPTMS修饰的载玻片置于干净的培养皿中,并倒入1mL不同pH的亚硝酸盐和对氨基苯磺酸混合溶液A，反应一定时间，结束后用超纯水洗净并与烘箱烘干，在显微镜下观察并拍照，确定反应溶液的最佳pH。

请结合参阅图8，是本发明中氨基苯磺酸溶液不同pH条件下暗场成像图。其中(a3)、(b3)、(c3)、(d3)、(e3)、(f3)、(g3)分别表示对氨基苯磺酸溶液的pH值为小于1、1、3、5、7、9、11条件下的显微镜暗场成像图。由图8可以看出，亚硝酸盐溶液在pH值时小于1时即原液时检测效果最好，分析原因是亚硝酸盐在酸性条件下与氨基更易结合，所以检测效果最好。

实施例27 标准曲线绘制

取标准亚硝酸盐稀释成一定梯度(浓度分别为0μg/L、0.00032μg/L、0.0016μg/L、0.008μg/L、0.04μg/L、0.2μg/L、1μg/L)，并加入等量的对氨基苯磺酸，设定溶液总体积为5mL体积不足者用超纯水补足，轻轻混匀后静置3-5min。取修饰完成的载玻片分别放入不同浓度梯度的混合液中，反应30min。反应结束后将载玻片用超纯水冲洗干净，放入烘箱烘干，置于显微镜下进行观察拍照，照片用Image J处理测定金纳米颗粒亮度，去除亮度前20％和后10％，使用origin软件对其数据进行高斯拟合，得出该浓度下的最大亮度值并以此做关于亚硝酸盐浓度对数和光强差值比值的关系曲线图。每个浓度至少拍十张照片，取300个点以上，每组实验进行三次平行实验。

请结合参阅图9和图10，其中图9是本发明标准工作曲线制作工艺中不同亚硝酸盐浓度下银包金纳米颗粒的响应图；图10是本发明的标准工作曲线图。其中(a4)、(b4)、(c4)、(d4)、(e4)、(f4)、(g4)分别表示亚硝酸盐浓度为0μg/L、0.00032μg/L、0.0016μg/L、0.008μg/L、0.04μg/L、0.2μg/L、1μg/L条件下的显微镜暗场图。由图9和图10可以看出，银包金纳米颗粒的光强随亚硝酸盐浓度的增大，渐渐从深绿色变成浅绿色，甚至肉眼无法观察到时；该反应在亚硝酸盐浓度低于1mg/L时仍具有较明显的光强变化，引起该反应的原因是由于亚硝酸盐和对氨基苯磺酸反应生成的重氮偶联化合物与银包金纳米颗粒上的盐酸萘乙二胺结合，且重氮偶联化合物的吸收波长正好与银包金纳米颗粒的波长接近，造成共振能量转移，导致纳米颗粒的光强变弱。采用△λ/λ₀(△λ＝λ₀-λ_i)是为了平衡光强强度变化，形成一定的线性关系，其中λ₀表示银包金纳米颗粒的初始光强值，λ_i表示反应后银包金纳米颗粒的光强值。本发明中，光强变化比值△λ/λ₀与亚硝酸盐浓度对数值的相关性较好，在0-0.04μg/L范围内，线性方程为：y＝0.0314x+0.6148，R²＝0.9927，其中y表示光强变化比值△λ/λ₀，x表示亚硝酸盐浓度对数值。

实施例28 选择性实验

水样中还含有一定的矿物质，为了排除样品中其它离子是否存在干扰，挑选氯离子、碘离子、硫酸根离子^-、溴离子、铬酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子等离子，浓度均为0.1mol/L，对系统进行选择性实验。

请结合参阅图11，是本发明中不同阴离子对亚硝酸盐检测的影响效果图。由图11结果表明，只有加入亚硝酸根离子的金纳米颗粒光强变暗，其他的光强没有变化即加入的干扰物质对纳米颗粒的稳定性基本无影响。因此，可以说明该波长下的银包金纳米颗粒仅对亚硝酸根离子有作用，选择性较好，检测样品中可能存在的其他阴离子不会对亚硝酸盐的检测结果产生影响。

实施例29 样品检测实验

于5mL离心管中倒入一定量实验室的自来水和2mL质量浓度为0.4％的4-苯磺氨基至刻度，轻轻混匀后静置3-5min。取修饰完成的载玻片放入实际样品溶液中，反应1h。反应结束后将载玻片用超纯水冲洗干净，放入烘箱烘干，置于显微镜下进行观察拍照，照片用Image J处理测定金纳米颗粒亮度，去除亮度前20％和后10％，使用origin软件对其数据进行高斯拟合，得出其的最大亮度值，通过带入上述标准曲线线性方程，计算出样品溶液中亚硝酸盐的浓度。经计算，该样品的亚硝酸盐含量为0.05756μg/L，符合国家标准。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：向金纳米颗粒中加入适量HCl、AA和AgNO₃，制备得到银包金纳米颗粒；

步骤S1具体包括如下步骤：

步骤1)通过柠檬酸钠还原法合成球形金纳米颗粒作为种子：向装有99mL超纯水的250mL的三颈烧瓶中加入1mL质量浓度为1％的氯金酸溶液，将三颈烧瓶置于油浴锅中间位置，边加热边搅拌至沸腾，再加入1mL质量浓度为1％的柠檬酸钠，待溶液变为酒红色后继续加热十五分钟至溶液不褪色为止；

步骤2)将合成的球形金纳米颗粒冷却后加入100mL带盖玻璃瓶中于4℃冰箱冷藏保存；

步骤3)制备大颗粒金纳米颗粒：将200μL质量浓度为1％的氯金酸溶液，2mL种子溶液，200μL质量浓度为 1％的柠檬酸钠溶液，100μL质量浓度为0.5％的对苯二酚溶液，依次加入到盛有20mL超纯水的带盖玻璃瓶中，快速搅拌10min后于室温下静置30min，待溶液变为酒红色即合成大的金纳米颗粒，合成的金纳米颗粒的粒径大小为48±5nm，紫外吸收光谱的最大吸收峰在532nm左右；

向2mL合成的金纳米颗粒中依次加入4μL 浓度为0.1M 的HCl，200μL 浓度为0.1M的AA，4μL 浓度为0.01M 的AgNO₃，即可得到银包金纳米颗粒，其粒径为50±5nm，紫外吸收光谱的最大吸收峰在526nm处；

步骤S2：将载玻片依次采用MPTMS溶液、银包金纳米颗粒溶液、盐酸萘乙二胺饱和溶液进行浸泡，以实现对载玻片的MPTMS修饰、银包金纳米颗粒修饰和盐酸萘乙二胺修饰；步骤S2中，MPTMS修饰的载玻片在银包金纳米颗粒溶液中浸泡10min，进行载玻片的银包金纳米颗粒修饰；银包金纳米颗粒反应浓度为0.35nM；

步骤S3：取含亚硝酸盐的待测溶液与对氨基苯磺酸溶液混合，形成含重氮偶联化合物的混合溶液A，且重氮偶联化合物的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长与银包金纳米颗粒的紫外吸收光谱最大吸收峰对应波长相当；

步骤S4：将修饰后的载玻片浸入混合溶液A中，反应结束后将载玻片用超纯水清洗后烘干，然后通过暗场显微镜观察银包金纳米颗粒光强变化检测亚硝酸盐的含量。

2.根据权利要求1所述的基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，其特征在于，步骤S3中，所用对氨基苯磺酸溶液的pH值≤3。

3.根据权利要求1所述的基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，其特征在于，步骤S4中，修饰后的载玻片浸入混合溶液A中的反应时间为10-50min。

4.根据权利要求1所述的基于银包金纳米颗粒检测亚硝酸盐的方法，其特征在于，检测亚硝酸盐的含量还包括建立标准曲线步骤，包括：

配制不同浓度的亚硝酸盐待测溶液，分别加入等量的对氨基苯磺酸溶液，形成不同浓度梯度的混合溶液A；

取修饰后的载玻片放入不同浓度梯度的混合溶液A中，反应结束后将载玻片用超纯水清洗后烘干；

将不同的载玻片分别置于暗场显微镜条件下观察拍照，照片用Image J处理测定银包金纳米颗粒光强值，并绘制△λ/λ₀与亚硝酸盐浓度的对数值的关系曲线图；

在0-0.04μg/L范围内，工作曲线为y＝0.0314x+0.6148，相关系数R²为0.9927；其中△λ＝λ₀-λ_i，其中λ₀表示银包金纳米颗粒的初始光强值，λ_i表示反应后银包金纳米颗粒的光强值。

Images