CN111157506B - 一种用一体化荧光试纸检测巯基乙酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于实时检测巯基乙酸的一体化荧光试纸及应用。它是将滤纸条浸泡在3.8 mM铜纳米簇溶液中。该试纸可用于对环境中含硫污染物巯基乙酸(TGA)进行实时、快速、可视化检测的荧光试纸。该试纸是通过将具有一定形状的滤纸条均匀地浸润在以谷胱甘肽为保护剂合成的铜纳米簇溶液中,经干燥、定形而制得。该铜纳米簇荧光试纸具有优异的荧光性能,且其荧光可以被巯基乙酸有效猝灭,可实现在实际环境样品中对巯基乙酸的实时快速分析检测,具有极高的应用价值和市场前景。

Description

一种用一体化荧光试纸检测巯基乙酸的方法
本专利得到国家自然科学基金面上项目(No.21375095)、天津市自然科学基金青年项目(No.17JCQNJC05800)、国家环境保护恶臭污染控制重点实验室开放基金资助项目(No.201903201)和天津师范大学“未来千人计划”项目(WLQR201913)的资助。
技术领域
本发明属于金属铜纳米簇在实时检测方面的应用领域,具体涉及一种基于以谷胱甘肽为保护剂合成的铜纳米簇的荧光特性所制备的发光试纸,进而实时检测巯基乙酸。
背景技术
硫醇类化合物(RSH)在硫的生物地球化学循环、细胞氧化还原和解毒阳离子过程以及许多微量金属的化学形态形成过程起着重要作用。在环境中,硫醇来源于微生物代谢、天然有机物的生物和非生物降解、不饱和有机化合物中硫化物的添加以及人为活动的释放。由于还原性硫醇化合物与软金属阳离子的强结合,它控制了生态系统中此类金属的重要过程,如溶解度、生物吸收和转化反应。但是除了对地球的循环起着重要作用的硫醇类化合物外,还存在着许多含巯基的恶臭污染物,比如巯基乙酸(TGA),这些污染物如果排放到生态系统中,会对当地的环境造成不好的影响。目前,环境污染问题又是社会的热点问题,所以寻找一种简单,快捷,灵敏的分析方法是很迫切的。但是现在大多数的分析方法,比如:液质联用,色谱等,都需要大型仪器,专业的技术人员并且样品前处理和检测时间较长,不能及时得出检测结果。所以本发明基于以谷胱甘肽为保护剂合成的铜纳米簇的荧光特性和巯基污染物可以有效猝灭铜纳米簇的荧光,制备了一种发光荧光滤纸条,可进行含巯基污染物的实时检测。
发明内容
本发明公开了一种基于以谷胱甘肽为保护剂合成的铜纳米簇的荧光特性和该铜纳米簇的荧光可以被巯基乙酸有效猝灭这一现象,制备了一种发光试纸,可进行TGA实时快速监测。
为实现上述目的,本发明公开了一种检测巯基乙酸的一体化荧光试纸,其特征在于它是将滤纸条浸泡在3.8 mM铜纳米簇溶液中。它具有优异的荧光性能并且可以实时的进行污染物巯基乙酸的检测。
本发明进一步公开了所述检测巯基乙酸的一体化荧光试纸的制备方法,其特征在于按如下的步骤进行:
(1)首先将滤纸剪成长条状;
(2)制备铜纳米簇溶液;
(3)将剪好的滤纸条浸泡在铜纳米簇溶液中(3.8 mM,5mL),浸泡20-30 分钟,在室温下晾干,晾干时间大约30-60分钟;
(4)在室温下晾干后,具有荧光特性的检测巯基乙酸的一体化荧光试纸制备完成并且在紫外灯(365 nm)的照射下,就会立即发现滤纸具有显著荧光;
(5)在制备好的发光试纸的一段,滴5滴巯基乙酸溶液 (100μM),待试纸晾干(30-60分钟)之后,将试纸放在紫外灯下照射在365 nm 的条件下,对巯基乙酸的实时检测。
本发明更进一步公开了检测巯基乙酸的一体化荧光试纸在用于对环境样品中巯基乙酸实时快速分析方面的应用。实验结果显示该荧光试纸具有实时检测巯基乙酸的可能并且效果明显。
本发明更加详细的描述如下:
一种制备发光试纸的制备方法,它以谷胱甘肽为保护剂的铜纳米簇的荧光性能为基础,其特征在于按如下的步骤进行:
(1)首先将滤纸剪成长条状。
(2)制备铜纳米簇溶液。
(3)将剪好的滤纸条浸泡在铜纳米簇溶液中(3.8 mM,5mL),浸泡20-30 分钟,在室温下晾干,晾干时间大约30-60分钟;
(4)在室温下晾干后,将滤纸条放在紫外灯下照射(在365 nm 的条件下),就会立即发现滤纸条有显著的荧光。
(5) 在制备好的发光试纸的一段,滴5滴TGA溶液 (100 μM),待试纸晾干(30-6-分钟)之后,将试纸放在紫外灯下照射(在365 nm 的条件下),发现发光试纸的发光强度明显减小。则证明该发光试纸可进行对TGA的实时检测。
以上涉及到的铜纳米簇溶液均为基于谷胱甘肽为稳定剂的铜纳米簇,具体的合成方法见实施例1。
本发明公开的基于铜纳米簇发光的荧光特性所制备发光试纸实时检测溶液中是否含有TGA方面的积极效果如下:
(1)和其他检测方法相比,比如:高效液相色谱等,所用时间短,不需要大型仪器。
(2)试纸所用的原料—铜纳米簇,合成方法简便,所以试纸可随时制备。
(3)发光试纸和TGA溶液作用后,试纸条荧光猝灭明显,较为灵敏。
附图说明
图1为以谷胱甘肽为保护剂的铜纳米簇的TEM图;
图2为以谷胱甘肽为保护剂的铜纳米簇检测溶液中的TGA的可行性分析;
图3分别在可见光(A)和365nm紫外光(B)照射下,未处理、空白和TGA溶液处理后的试纸;
图4为发光试纸的实际应用,即发光试纸对浓缩化工厂废水的响应能力。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明,本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的范围,本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。所所用试剂均为分析纯,所用试剂及生产厂家如下:谷胱甘肽,北京鼎国昌盛生物技术有限公司;抗坏血酸,天津市科密欧化学试剂有限公司;氯化铜(99%),天津光复精细化工有限公司;氢氧化钠,天津市科威有限公司;硫普罗宁,上海生工生物工程股份有限公司;巯基乙酸,生工生物工程(上海)股份有限公司;铜纳米簇的制备方法可参照(Wang, C.; Ling, L.; Yao, Y.; Song, Q. Nano Research 2015,8 (6), 1975-1986)或见实施例1。
铜纳米簇的制备方法可参照(Wang, C.; Ling, L.; Yao, Y.; Song, Q. Nano Research 2015,8 (6), 1975-1986)或见实施例1。
实施例1
以谷胱甘肽为稳定剂的铜纳米簇的制备室温条件下按照如下步骤进行:
(1)0.1 M氯化铜溶液的配制:称取1.7048 g CuCl2∙2H2O溶于100 mL高纯水中,充分溶解后备用;
(2)铜纳米簇的制备:室温条件下,称取谷胱甘肽0.29 g溶于15 mL H2O中,向其中加入400 mL CuCl2 (0.1M),充分反应后,加入0.1 g抗坏血酸 (AA),再加入1.2 mL NaOH(1M),反应1 h,至白色悬浊液完全溶解变为浅黄色澄清透明溶液,证明铜纳米簇的形成。
实施例2
铜纳米簇作为荧光探针特异性检测巯基乙酸的方法,其特征在于按照如下步骤进行:
(1)首先将滤纸剪成长条状。
(2)制备以谷胱甘肽为保护剂合成的铜纳米簇溶液(见实施例1)。
(3)将剪好的滤纸条浸泡在铜纳米簇溶液中(3.8 mM,5mL),浸泡20分钟,在室温下晾干,晾干时间大约30分钟。
(4)在室温下晾干后,将滤纸条放在紫外灯下照射(在365 nm 的条件下),就会立即发现滤纸条有显著的荧光。
(5)在制备好的发光试纸的一段,滴5滴TGA溶液(100 μM),待试纸晾干(30分钟)之后,将试纸放在紫外灯下照射(在365 nm 的条件下),发现发光试纸的发光强度明显减小。则证明该发光试纸可进行对TGA的实时检测。
实施例3
铜纳米簇作为荧光探针特异性检测巯基乙酸的方法,其特征在于按照如下步骤进行:
(1)首先将滤纸剪成长条状。
(2)制备以谷胱甘肽为保护剂合成的铜纳米簇溶液(见实施例1)。
(3)将剪好的滤纸条浸泡在铜纳米簇溶液中(3.8 mM,5mL),浸泡30 分钟,在室温下晾干,晾干时间大约60分钟。
(4)在室温下晾干后,将滤纸条放在紫外灯下照射(在365 nm 的条件下),就会立即发现滤纸条有显著的荧光。
(5)在制备好的发光试纸的一段,滴5滴TGA溶液(100 μM),待试纸晾干(60分钟)之后,将试纸放在紫外灯下照射(在365 nm 的条件下),发现发光试纸的发光强度明显减小。则证明该发光试纸可进行对TGA的实时检测。
实施例4
将发光试纸应用于实际的生产生活中,取化工厂的处理废水,经浓缩后进行巯基乙酸的检测,如下图4,未经废水处理的发光试纸在紫外灯照射的条件下,发出显著荧光,而经废水处理后的试纸,在紫外灯下,荧光发生明显猝灭,所以该方法可以为污水中巯基乙酸的检测提供有利的检测前提。

Claims (2)

1.一种用一体化荧光试纸检测巯基乙酸的方法,其特征在于:一体化荧光试纸是将滤纸条浸泡在3.8 mM铜纳米簇溶液中得到;具体步骤如下:
(1)首先将滤纸剪成长条状;
(2)制备铜纳米簇溶液:
1)0.1 M氯化铜溶液的配制:称取1.7048 g CuCl2∙2H2O溶于100 mL高纯水中,充分溶解后备用;
2)铜纳米簇的制备:室温条件下,称取谷胱甘肽0.29 g溶于15 mL H2O中,向其中加入浓度为0.1M的400 mL CuCl2充分反应后,加入0.1 g抗坏血酸 AA,再加入浓度1M的1.2 mL 的NaOH,反应1 h,至白色悬浊液完全溶解变为浅黄色澄清透明溶液,证明铜纳米簇的形成;
(3)将剪好的滤纸条浸泡在5 mL浓度为3.8 mM的铜纳米簇溶液中,浸泡30分钟,在室温下晾干,晾干时间大约60分钟;
(4)在室温下晾干后,具有荧光特性的检测巯基乙酸的一体化荧光试纸制备完成,并且在365 nm紫外灯的照射下,就会立即出现显著荧光;
(5)在制备好的荧光试纸的一端,滴5滴浓度为100 μM的巯基乙酸溶液,待试纸晾干30-60分钟之后,将试纸放在365 nm紫外灯下照射,进行巯基乙酸的实时检测。
2.权利要求1所述一种用一体化荧光试纸检测巯基乙酸的方法在用于污染环境样品中巯基乙酸实时快速分析方面的应用。
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