CN113376112A - 一种检测铅离子的光学传感器及铅离子检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测铅离子的光学传感器，由如下方法制备得到：向甘氨酸‑NaOH缓冲液中加入适量的金纳米棒颗粒制成金纳米棒溶液，向金纳米棒溶液中加入Na2S2O3溶液和以及2‑ME溶液，混合后制备得到2‑ME/S2O3 2‑‑GNRs光学传感器。本发明还提供一种铅离子检测方法，将待测溶液与2‑ME/S2O3 2‑‑GNRs光学传感器混合，制成反应体系，当反应体系的颜色发生变化，判定为待测溶液中含有铅离子；通过测定反应体系的紫外‑可见吸收光谱，并根据最大吸收峰波长变化值Δλ计算待测溶液中的铅离子含量。本发明还提供的检测铅离子的光学传感器及铅离子检测方法，具有检测速度快、选择性强、灵敏度高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及铅离子检测技术领域，具体涉及一种检测铅离子的光学传感器 及铅离子检测方法。
背景技术
随着人类疾病预防、毒理学和环境污染研究的发展，重金属对人体健康的 影响越来越受到人们的关注。在镉、铅、汞等重金属离子中，铅是含量最丰富 的元素，约有3亿吨铅仍在水系统(即地下水、地表水和含水层)和土壤中循 环，这些受污染的水系统和土壤已成为对环境、动物和人类健康的严重威胁。 铅及其化合物是一种不可降解的环境污染物，可通过呼吸道、消化道、皮肤等 途径进入人体。铅可对神经系统、心血管、内分泌骨骼发育、造血系统、肾脏 等造成危害，对发育期儿童的危害尤为严重，儿童铅中毒在西方国家被视为头 号环境卫生问题。美国环境保护署已确定铅是17种对人类构成最大威胁的化学 污染物之一，根据美国国家饮用水水质标准，饮用水中Pb2+含量最大限值为0.015 mg/L。因此，森林食品中铅含量的测定对森林环境保护和人民健康保障具有重 要的意义。
球形金纳米粒子(GNPs)在结构上高度的对称性，局域表面等离子体在各 个方向上的振动相同，在紫外可见吸收光谱上只有一个局域表面等离子体共振 吸收峰。金纳米棒(gold nanorods，GNRs)由于在纵向方向与横向方向的结构 不同，导致电荷在金纳米棒上振荡和积累有两个不同的方向，产生出两种等离 子体模式：纵向局域表面等离子体共振(LLSPR)和横向局域表面等离子体共 振(TLSPR)。LLSPR是GNRs最具吸引力和最重要的特性，它起源于自由电 子的集体振荡，纳米粒子表面的范围局限于从可见光到近红外区域。与GNPs 的LSPR不同，GNRs的LSPR依赖于长径比(aspectratio，AR)，即长度与截 面直径的比值，这对GNRs的进一步应用非常重要。金纳米棒因具有独特的光 学和表面特性，在传感、光疗、基因、药物传递、生物成像等领域受到广泛关 注。
因此，本发明的目的在于提供一种金纳米棒检测铅离子的方法，实现简单、 快速及较高灵敏的检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种检测铅离子的光学传感器及铅离子检 测方法，具有检测速度快、选择性强、灵敏度高等特点。
为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种检测铅离子的光学传感器，由如下方法制备得到：
向甘氨酸-NaOH缓冲液中加入适量的金纳米棒颗粒制成金纳米棒溶液，向金 纳米棒溶液中加入Na2S2O3溶液和以及2-ME溶液，混合后制备得到 2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器。
进一步地，金纳米棒溶液的pH值为9-12；光学传感器应用于铅离子检测体 系中，Na2S2O3的浓度为3-10mmol/L，2-ME的浓度为1-6mmol/L。
进一步地，金纳米棒溶液的pH值为10；光学传感器应用于铅离子检测体系 中，Na2S2O3的浓度为4mmol/L，2-ME的浓度为2mmol/L。
本发明还提供一种铅离子检测方法，包括如下步骤：
步骤S1，构建2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器，向甘氨酸-NaOH缓冲液中加入 适量的金纳米棒颗粒制成金纳米棒溶液，再向金纳米棒溶液中加入Na2S2O3溶液 和以及2-ME溶液，混合后制备得到2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器；
步骤S2，将待测溶液与2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器混合，制成反应体系， 当反应体系的颜色发生变化，判定为待测溶液中含有铅离子；
步骤S3，通过测定反应体系的紫外-可见吸收光谱，并根据最大吸收峰波长 变化值Δλ计算待测溶液中的铅离子含量。
进一步地，光学传感器中，金纳米棒溶液的pH值为8-12。
进一步地，光学传感器中，金纳米棒溶液的pH值为10。
进一步地，反应体系中Na2S2O3的浓度为3-10mmol/L；2-ME的浓度为1-6 mmol/L。
进一步地，反应体系中Na2S2O3的浓度为4mmol/L；2-ME的浓度为2mmol/L。
进一步地，反应体系的反应时间为20-120min。
进一步地，反应体系的反应时间为30min。
与现有技术相比，本发明提供的检测铅离子的光学传感器及铅离子检测方 法，有益效果在于：
一、本发明提供的铅离子检测方法，金纳米棒在806nm处有很强的纵向局 域表面等离子体共振吸收峰，金纳米棒溶液中加入Na2S2O3，在溶解氧作用下， 主要通过Au-S共价键作用力，在纳米粒子表面形成一层Au(S2O3)2 3-膜；加入20 nmol/L Pb2+和2mmol/L 2-ME后，较短的烷硫醇链2-ME增加了Au-S配合物在 水溶液中的溶解度，形成在碱性条件下更稳定的Au(2-ME)2 -；同时，Pb2+被还原 为Pb0沉积在纳米粒子表面，形成了Pb-Au合金，加速金纳米棒溶解到溶液中， 导致金纳米棒的长径比减小，引起纵向等离子体共振吸收峰的波长发生蓝移， 溶液颜色发生改变。然后通过测定混合溶液的紫外-可见吸收光谱，并根据最大吸收峰波长变化值Δλ计算待测溶液中的铅离子含量。本发明提供的铅离子检测 方法，Pb2+浓度在500pmol/L～50μmol/L范围内，最大UV-Vis吸收峰的波长差 Δλ与Pb2+浓度的自然对数有良好的线性关系，线性回归方程为Δλ＝10.05ln[Pb2+] ＝9.59(R2＝0.995)。参照《GBT27417-2017化学分析方法确认和验证指南》 的计算方法，得到检出限为150pmol/L。因此，本发明的铅离子检测方法具有 较高的灵敏度。
二、本发明提供的铅离子检测方法，添加浓度为10倍Pb2+的其它干扰离子 时，溶液中最大UV-Vis吸收峰的波长差变化很小(Δλ＜5nm)，表明 2-ME/S2O3 2--GNRs体系对Pb2+检测有很强特异性，对其它干扰离子有很好的抗 干扰能力。因此，2-ME/S2O3 2--GNRs体系对Pb2 +具有很好的选择性。
三、本发明提供的铅离子检测方法，检测方法简单，速度快。
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GNRs及加入不同物质后的材料表征图；
图2是Pb2+催化刻蚀GNRs的机理示意图；
图3是2-ME/S2O3 2--GNRs体系与不同浓度的Pb2+反应的TEM图和统计直 径分布图；
图4是pH对Pb2+(500nmol/L)检测的影响；
图5是Na2S2O3浓度对Pb2+(500nmol/L)检测的影响；
图6是2-ME浓度对Pb2+(500nmol/L)检测的影响；
图7是反应时间对Pb2+(500nmol/L)检测的影响；
图8是2-ME/S2O3 2--GNRs检测Pb2+的灵敏度分析图；
图9是0.5μmol/L Pb2+和5μmol/L其它干扰离子对2-ME/S2O3 2--GNRs体系 的响应柱状图。
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。
一、材料与方法
1.1实验材料：氯金酸(HAuC14·3H2O)、硝酸银(AgNO3)、抗坏血酸 (C6H8O6)、氢氧化钠(NaOH)、硝酸(HNO3)、过氧化氢(H2O2)、2-巯基乙 醇(C2H6OS)、硫代硫酸钠(Na2S2O3)、硝酸铅(Pb(NO3)2)、醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)、 硫酸铜(CuSO4·5H2O)、硫酸钴(CoSO4·7H2O)、硝酸汞(Hg(NO3)2)、氯化镉 (CdCl2)、氯化铬(CrCl3·6H2O)、硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)购于上海国药化学 试剂有限公司；溴化十六烷基三甲铵CTAB(C19H42NBr)购于博美生物科技有 限责任公司；甘氨酸(C2H5NO2)购于上海蓝季科技发展有限公司。所有化学试 剂都是分析纯或以上，所用水为超纯水，实验中使用的玻璃器皿在王水浸泡至 少30min。
1.2材料表征
紫外-可见吸收光谱用UV-1800紫外分光光度计测定；纳米粒子形貌用Titan G260-300透射电镜观察；纳米粒度分布和Zeta电位用NANO-ZS90纳米粒度电 位分析仪测定；实际样品中Pb2+含量对比数据用石墨炉原子吸收光谱仪测定。
1.3金纳米棒(GNRs)制备
金纳米棒是通过种子生长法合成，分成两步：首先合成金种，然后生成金 纳米棒。
1.3.1金种的合成
向25mL血清瓶中，加入4mL 0.1mol/L CTAB，40.5μL 0.02428mol/L HAuCl4，搅拌均匀，溶液颜色由浅黄色转为橙黄色。然后，快速注入24μL 0.1 mol/L冰镇NaBH4，溶液颜色由黄色迅速变为棕色，即形成小尺寸的金纳米粒子。 连续搅拌2min，放入28℃水浴2h。
1.3.2金纳米棒的合成
在100mL血清瓶中，加入40mL 0.1mol/L CTAB，825μL 0.02428mol/L HAuCl4，缓慢搅拌，然后依次加入1mL 0.004mol/L AgNO3和210μL 0.1mol/L AA，溶液由黄色变为无色，然后加入120μL上述制备的金种子溶液，继续搅拌 20s～30s，将溶液置于28℃水浴1h。15min后溶液由无色逐渐变为紫红色。 水浴后，将合成溶液置于10000rpm下离心10min，除去上清液，沉淀再悬浮于 20mL水溶液中保存。
二、构建2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器及Pb2+检测
2.1 2-ME/S2O3 2—-GNRs检测Pb2+的可行性
向金纳米颗粒中加入不同的物质，通过紫外可见分光光度计和纳米粒度电 位分析仪对实验过程进行记录。
请参阅图1，是GNRs及加入不同物质后的材料表征图。通过本实施例制备 的GNRs具有典型的纵向局域表面等离子体共振(806nm)和横向局域表面等 离子体共振(518nm)(图1B中曲线a)，溶液呈红色(图1A中溶液a)，水 动力直径约57.3nm(图1C中曲线a)，Zeta电位为-20.8mV(图1D中曲线a)。 无论加入4mmol/L Na2S2O3还是2mmol/L 2-ME(2-巯基乙醇)，纳米粒子溶液的 最大UV-Vis吸收峰强度都略有下降，并伴有轻微的红移，这说明Na2S2O3和2-ME与金的相互作用较强，而Pb(NO3)2对GNRs的影响不大。仅加入20nmol/L Pb(NO3)2后，GNRs的水动力直径和Zeta电位变化不大，而加入2-ME或Na2S2O3后，两者发生了变化，这与UV-Vis吸收光谱曲线的变化是一致的。当2-ME和Na2S2O3分别存在时，水动力直径减小至55nm和53nm，而Zeta电位则发生相 反的变化。Na2S2O3的存在使GNRs负电荷率从-20.8mV到-39.9mV，而2-ME 则使纳米颗粒负电荷率降低(-17.3mV)。这是因为Na2S2O3在水溶液中被电离 成S2O3 2-，它的进一步吸附使GNRs带负电，而2-ME几乎为中性。而在Na2S2O3、 Pb(NO3)2和2-ME同时存在下，最大UV-Vis吸收峰强度急剧下降，同时纵向LSPR 出现明显的蓝移(图1B中曲线f)，水动力直径明显减小(图1C中曲线f)， 溶液的颜色呈淡红色(图1A中溶液f)。通过可行性分析发现2-ME/S2O3 2--GNRs 体系的最大UV-Vis吸收峰波长变化值与加入的Pb2+浓度有密切关系，因此 2-ME/S2O3 2--GNRs体系可以用于Pb2+的定量检测。
2.2 2-ME/S2O3 2—-GNRs检测Pb2+的机理
请参阅图2，是Pb2+催化刻蚀GNRs的机理示意图。金纳米棒(GNRs)的 吸光谱有两个等离子体共振吸收峰，分别来自于纵向局域表面等离子体共振能 量吸收峰(LLSPR)和横向局域表面等离子体共振能量吸收峰(TLSPR)。LLSPR 峰值反映了金纳米棒的长径比(长度与直径的比值)。一般情况下，随着金纳 米棒长径比的减少，LLSPR向短波方向移动。
金纳米棒溶液中加入Na2S2O3，在溶解氧作用下，主要通过Au-S共价键作 用力，在纳米粒子表面形成一层Au(S2O3)2 3-膜，反应方程式如下：
4Au+O2+2H2O+8S2O3 2-→4Au(S2O3)2 3-+4OH-
这个反应非常缓慢。加入20nmol/L Pb2+和2mmol/L 2-ME后，较短的烷硫 醇链2-ME增加了Au-S配合物在水溶液中的溶解度，形成在碱性条件下更稳定 的Au(2-ME)2 -；同时，Pb2+被还原为Pb0沉积在纳米粒子表面，形成了Pb-Au合 金，加速金纳米棒溶解到溶液中，导致金纳米棒的长径比减小，引起纵向等离 子体共振吸收峰的波长发生蓝移(图1B中曲线f)，溶液颜色发生改变。
请结合参阅图3，是2-ME/S2O3 2--GNRs体系与不同浓度的Pb2+反应的TEM图 和统计直径分布图。Pb2+浓度分别为0nmol/L、10nmol/L、2μmol/L，通过GNRs 的TEM图像可以看出，随着Pb2+浓度的增加，GNRs的纵轴明显变短。在没有 Pb2+存在下，GNRs纵轴长度约为45nm(图3A-I)。在2-ME/S2O3 2--GNRs体系 中分别加入10nmol/L和2μmol/L Pb2+后，GNRs的横轴长度基本上保持不变， 纵轴长度分别下降至30nm和17nm(图3A-Ⅱ、图3A-Ⅲ)。由此表明Pb2+的加 入大大地加速了金纳米棒的刻蚀过程。
2.3 2-ME/S2O3 2—-GNRs检测Pb2+的相关优化条件
为了获得最佳的2-ME/S2O3 2—GNRs电化学传感性能，采用单变量法对溶液 pH、Na2S2O3浓度、2-ME的浓度和反应时间等实验条件进行优化。当Pb2+离子 催化刻蚀GNRs时，GNRs最大UV-Vis吸收峰波长随之变化。因此，在条件优 化过程中选择最大UV-Vis吸收峰的波长差Δλ(Δλ＝λ空白－λ样品，)作为判断依 据，λ空白是不加Pb2+的2-ME/S2O3 2--GNRs溶液的最大UV-Vis吸收峰波长，λ样品 是加入Pb2+的2-ME/S2O3 2--GNRs溶液的最大UV-Vis吸收峰波长。
2.3.1GNRs的pH对体系Zeta电位和刻蚀作用的影响
在GNRs的pH优化实验中，用甘氨酸-HCl缓冲液或甘氨酸-NaOH缓冲液 将GNRs的pH分别调成2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、 12.0，然后进行单因素优化实验：在2mL离心管中，分别加入620μL不同pH 值的金纳米棒，100μL 20mmol/L Na2S2O3，40μL100mmol/L Na2S2O3，200μL 2.5 mmol/L Pb2+溶液，在室温下震荡5min，再加入40μL 50mmol/L 2-ME，震荡 30min，测定溶液的UV-Vis光谱。
请参阅图4，是pH对Pb2+(500nmol/L)检测的影响。在2-ME/S2O3 2--GNRs 体系中，并且有500nmol/L Pb2+存在的情况下，金纳米棒溶液pH对其刻蚀作用 的影响。当pH值为10.0时，GNRs的刻蚀作用最强。
在酸性条件下，S2O3 2-可以分解形成硫化物、亚硫酸盐、硫酸盐、三硫酸盐、 四硫酸盐、聚硫酸盐和聚硫化物。因此，增加pH值可以增加S2O3 2-的稳定性， 从而增加S2O3 2--GNRs的稳定性。另一方面，加入的Pb2+和2-ME溶液，使GNRs 迅速溶解并形成Au+-2-ME复合物。当pH值大于10.0时，GNRs的溶解速度可 能会减慢，因此，将pH＝10.0定为GNRs的pH最优条件。
2.3.2Na2S2O3浓度对Pb2+检测的影响
在Pb2+催化刻蚀金纳米棒的过程中，Na2S2O3对金纳米棒的刻蚀起着至关重 要的作用，由其反应式可知，在溶解氧作用下，Na2S2O3与金纳米棒主要通过 Au-S共价键作用力，在金纳米棒表面形成一层Au(S2O3)2 3-膜，导致Na2S2O3的 消耗量较大。
请参阅图5，是Na2S2O3浓度对Pb2+(500nmol/L)检测的影响。在0mmol/L～ 4mmol/L范围内，随着Na2S2O3浓度的增加，2-ME/S2O3 2--GNRs体系的LSPR 吸收峰波长逐渐往短波方向移动(Δλ不断增大)，Na2S2O3浓度的增加有助于 金纳米棒的刻蚀；当Na2S2O3浓度超过4mmol/L时，LSPR吸收峰波长移动幅 度很小，反应达到平衡。因此，Na2S2O3的最佳浓度为4mmol/L。
2.3.3 2-ME浓度对Pb2+检测的影响
在Pb2+催化刻蚀金纳米棒的过程中，2-ME兼有还原剂和络合剂的作用，较 短的烷硫醇链2-ME增加了Au-S配合物在水溶液中的溶解度，形成在碱性条件 下更稳定的Au(2-ME)2 -。
请参阅图6，是2-ME浓度对Pb2+(500nmol/L)检测的影响。在0mmol/L～ 2mmol/L范围内，随着2-ME浓度的增加，2-ME/S2O3 2--GNRs体系的最大UV-Vis 吸收峰波长逐渐往短波方向移动(Δλ持续增加)；当2-ME浓度超过2mmol/L 时，最大UV-Vis吸收峰波长移动幅度不大，反应趋于平衡，因此，2-ME的最 佳浓度为2mmol/L。
2.3.4反应时间对Pb2+检测的影响
根据化学动力学过程，刻蚀时间对GNRs的溶解有很大影响，增加刻蚀时 间有利于GNRs的溶解。
请参阅图7，是反应时间对Pb2+(500nmol/L)检测的影响。在10-120min 范围内，随着反应时间的延长，反应体系的最大UV-Vis吸收峰波长不断蓝移， 主要是因为的金纳米棒的纵轴长度变短；反应至30min时最大UV-Vis吸收峰的 波长差Δλ到达最大值，反应趋于平衡状态，即使延长反应时间至120min，Δλ 也没有发生明显的变化。根据优化实验的结果，反应体系在30min内可以获得 最佳的反应效果。
综上，确定2-ME/S2O3 2—-GNRs检测Pb2+的最佳条件如下：GNRs溶液的pH值 为10，Na2S2O3的浓度为4mmol/L，2-ME的浓度为2mmol/L，反应时间为30min。
2.4 2-ME/S2O3 2--GNRs检测Pb2+的灵敏度
在最优反应条件下，记录不同浓度Pb2+(0、500pM、2nM、10nM、50nM、 500nM、2μM、10μM、20μM、50μM)与2-ME/S2O3 2--GNRs反应后溶液的 照片和UV-Vis吸收光谱。
请参阅图8，是2-ME/S2O3 2--GNRs检测Pb2+的灵敏度分析图。图8A为不同浓 度Pb2+与2-ME/S2O3 2--GNRs反应后溶液的照片，由图8A可以看出，随着Pb2+浓度的增加，溶液颜色呈梯度变化，金红色逐渐变淡。而且肉眼可观察到低至2 nmol/L Pb2+引起的颜色变化，表明构建的2-ME/S2O3 2--GNRs传感器对检测Pb2+有较高的灵敏度和较强的可视化性能。
图8C表示2-ME/S2O3 2--GNRs与不同浓度(0pmol/L～50μmol/L)的Pb2+反应后的紫外吸收光谱图。由图8C可以看出，随着Pb2+浓度在0μmol/L～50 μmol/L范围内逐渐增加，反应溶液的最大UV-Vis吸收峰波长逐渐蓝移和吸收强 度逐渐下降。
图8D表示LSPR特征吸收峰波长变化值Δλ与Pb2+浓度的关系曲线。由图 8D可知，Pb2+浓度在500pmol/L～50μmol/L范围内，最大UV-Vis吸收峰的波 长差Δλ与Pb2+浓度的自然对数有良好的线性关系，线性回归方程为Δλ＝ 10.05ln[Pb2+]＝9.59(R2＝0.995)。参照《GBT27417-2017化学分析方法确认和 验证指南》的计算方法，得到检出限为150pmol/L。
2.5 2-ME/S2O3 2--GNRs检测Pb2+的灵敏度
良好的选择性是构建比色传感器的必备条件，因此研究了 2-ME/S2O3 2--GNRs传感器对Pb2+检测的选择性，在最佳反应条件下，研究其它 潜在干扰离子(NO3 -、Na+、K+、Cd2+、Cr3 +、Zn2+、Mn2+、Co2+、Hg2+、Ba2+、 Ni2+和Cu2+)对反应体系选择性的影响。
请参阅图9，是0.5μmol/L Pb2+和5μmol/L其它干扰离子对 2-ME/S2O3 2--GNRs体系的响应柱状图。由图9可以看出，添加浓度为10倍Pb2+浓度的其它干扰离子时，溶液中最大UV-Vis吸收峰的波长差变化很小(Δλ＜5 nm)；但是，当2-ME/S2O3 2--GNRs体系加入500nmol/L Pb2+时，溶液的最大UV-Vis 吸收峰的波长差Δλ为70nm。这表明2-ME/S2O3 2--GNRs体系对Pb2+检测有很强特 异性，对其它干扰离子有很好的抗干扰能力。因此，2-ME/S2O3 2--GNRs体系对 Pb2+具有很好的选择性。
2.6实际样品检测分析
用2-ME/S2O3 2--GNRs体系对8个森林食品样品中铅含量进行了检测，结果 如表1所示。
表1：实际样品中铅含量测定结果(n＝3)
由表1可以看出，2-ME/S2O3 2--GNRs体系刻蚀法RSD为1.68％～4.16％； 石墨炉原子吸收光谱仪(GFAAS)的RSD为1.07％～3.23％。通过比较2-ME /S2O3 2--GNRs体系刻蚀法与原子吸收光谱法对样品中Pb2+浓度的结果，两种方法 检测样品得到的Pb2+含量值比较接近。本发明的2-ME/S2O3 2—GNRs传感器，可 以快速、简单地测定食品样品中的Pb2+浓度，结果表明它在实际样品中检测铅 含量具有很大的实用性。
在这8个森林食品样品中，居民区茶叶中铅含量最高，其含量到达0.0393 mg/kg。其次是竹笋和茶油，林区中板栗铅含量较低，其含量为0.0072mg/kg。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相 似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
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 (10)
1.一种检测铅离子的光学传感器，其特征在于，由如下方法制备得到：
向甘氨酸-NaOH缓冲液中加入适量的金纳米棒颗粒制成金纳米棒溶液，向金纳米棒溶液中加入Na2S2O3溶液和以及2-ME溶液，混合后制备得到2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器。
2.根据权利要求1所述的检测铅离子的光学传感器，其特征在于，金纳米棒溶液的pH值为9-12；光学传感器应用于铅离子检测体系中，Na2S2O3的浓度为3-10mmol/L，2-ME的浓度为1-6mmol/L。
3.根据权利要求2所述的检测铅离子的光学传感器，其特征在于，金纳米棒溶液的pH值为10；光学传感器应用于铅离子检测体系中，Na2S2O3的浓度为4mmol/L，2-ME的浓度为2mmol/L。
4.一种铅离子检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，构建2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器，向甘氨酸-NaOH缓冲液中加入适量的金纳米棒颗粒制成金纳米棒溶液，再向金纳米棒溶液中加入Na2S2O3溶液和以及2-ME溶液，混合后制备得到2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器；
步骤S2，将待测溶液与2-ME/S2O3 2--GNRs光学传感器混合，制成反应体系，当反应体系的颜色发生变化，判定为待测溶液中含有铅离子；
步骤S3，通过测定反应体系的紫外-可见吸收光谱，并根据最大吸收峰波长变化值Δλ计算待测溶液中的铅离子含量。
5.根据权利要求4所述的铅离子检测方法，其特征在于，光学传感器中，金纳米棒溶液的pH值为8-12。
6.根据权利要求5所述的铅离子检测方法，其特征在于，光学传感器中，金纳米棒溶液的pH值为10。
7.根据权利要求4所述的铅离子检测方法，其特征在于，反应体系中Na2S2O3的浓度为3-10mmol/L；2-ME的浓度为1-6mmol/L。
8.根据权利要求7所述的铅离子检测方法，其特征在于，反应体系中Na2S2O3的浓度为4mmol/L；2-ME的浓度为2mmol/L。
9.根据权利要求4所述的铅离子检测方法，其特征在于，反应体系的反应时间为20-120min。
10.根据权利要求9所述的铅离子检测方法，其特征在于，反应体系的反应时间为30min。
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| CN202110640636.2A Pending CN113376112A (zh) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 一种检测铅离子的光学传感器及铅离子检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113376112A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102368053A (zh) * | 2011-10-08 | 2012-03-07 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种铅离子的检测方法 |
| CN103185737A (zh) * | 2011-12-31 | 2013-07-03 | 中国科学院化学研究所 | 一种检测水样中铅离子的方法 |
| CN106501245A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-03-15 | 中南林业科技大学 | 纳米金包银比色探针的制备方法及其检测铅离子的方法 |
| CN107677623A (zh) * | 2017-08-28 | 2018-02-09 | 杨蕾 | 一种基于Ag@Au纳米粒子检测铅离子的方法 |
| CN107703115A (zh) * | 2017-08-24 | 2018-02-16 | 杨蕾 | 一种基于Ag@Au纳米粒子检测铅离子的SERS方法 |
-
2021
- 2021-06-09 CN CN202110640636.2A patent/CN113376112A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102368053A (zh) * | 2011-10-08 | 2012-03-07 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种铅离子的检测方法 |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JIAN ZHU 等: "Colorimetric detection of lead (II) ions based on accelerating surface etching of gold nanorods to nanospheres: the effect of sodium thiosulfate", 《RSC ADV》 * |
| SUYAN WANG等: "Gold nanostar as an ultrasensitive colorimetric probe for picomolar detection of lead ion", 《ANALYTICA CHIMICA ACTA》 * |
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