CN116351439A - 纳米酶复合材料及基于纳米酶水凝胶便携式传感平台及其在检测重金属离子中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开纳米酶复合材料及基于纳米酶水凝胶便携式传感平台及其在检测重金属离子中的应用。以ZIF‑8为模板,在Fe3O4表面形成核壳结构得到Fe3O4@ZIF‑8,然后利用化学蚀刻方法得到Fe3O4@ZnS,再通过阳离子交换,获得纳米酶复合材料Fe3O4@CuS。本发明制备方法简单,装置易设计、便于携带、可实时检测。合成的材料高度稳定、具有磁性以及良好的类过氧化物酶活性,将其与水凝胶结合,构建基于智能手机的比色纳米酶水凝胶便携式检测平台,实现金属离子浓度的智能手机灵敏检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种由化学蚀刻、阳离子交换法制备的新型纳米复合材料及其多功能应用,具体涉及一种纳米酶复合材料及基于纳米酶水凝胶便携式传感平台及其在检测重金属离子中的应用。
背景技术
随着重金属污染危害性的增大和人们对食品安全的重视,实现重金属离子的现场快检尤为重要。目前使用的多种检测方法(如原子吸收光谱法、原子荧光法、X射线荧光光谱法、示波极谱法)通常需要繁琐的样品预处理、昂贵的仪器及耗时的检测过程,使它们不能满足环境问题和食品相关行业的现场量化需求,限制了它们在重金属离子现场快检中的应用。
纳米酶是指具有类似天然酶的催化效率和酶促反应动力性质等酶学特性的一类功能纳米材料,与天然酶相比,纳米酶具有来源广泛、成本低廉、易于制备、活性可调等优点。金属有机框架(ZIF-8)是一种新型多孔材料,它结合了无机分子筛的高稳定性和MOFS的高孔隙率和有机功能,更加适用于纳米酶的开发。
智能手机越来越普及,如能构筑基于智能手机的比色纳米酶水凝胶便携式检测平台。通过纳米酶水凝胶颜色强度的变化结合智能手机对试剂盒图像数据进行采集与分析,可实现金属离子的智能手机灵敏检测,为食品安全、环境保护和人类健康的便携式监测提供新的视角。目前基于智能手机的重金属离子的便携式监测还属于空白。
发明内容
为解决上述存在的技术问题,本发明的目的是设计制备具有类过氧化物酶活性的三维多孔纳米材料,并将其与水凝胶相结合,构筑基于智能手机的比色纳米酶水凝胶便携式检测平台。通过纳米酶水凝胶颜色强度的变化结合智能手机对试剂盒图像数据进行采集与分析,实现金属离子的智能手机灵敏检测,为食品安全、环境保护和人类健康的便携式监测提供新的视角。
本发明采用的技术方案是:纳米酶复合材料,所述纳米酶复合材料是Fe3O4@CuS,是以ZIF-8为模板,在Fe3O4表面形成核壳结构得到Fe3O4@ZIF-8,然后利用化学蚀刻方法得到Fe3O4@ZnS,再通过阳离子交换,获得纳米酶复合材料Fe3O4@CuS。
纳米酶复合材料的制备方法,包括如下步骤:
1)将三氯化铁和二水合柠檬酸钠溶于乙二醇,超声溶解,加入无水乙酸钠,搅拌30min后,置于反应釜中,于200℃下水热反应10h,所得沉淀依次用乙醇和水洗涤,干燥过夜,得到Fe3O4纳米球;
2)将Fe3O4纳米球和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于甲醇中,超声30min,加入二甲基咪唑,搅拌后,加入Zn(NO3)2﹒H2O的甲醇溶液,磁力搅拌6h,静置,所得沉淀用甲醇洗涤,离心,真空干燥,得到Fe3O4@ZIF-8材料;
3)将Fe3O4@ZIF-8材料加入水中,超声10min,加入Na2S溶液,搅拌10h,水洗,离心,真空干燥,得到Fe3O4@ZnS;
4)将Fe3O4@ZnS加入乙醇中,超声10min,加入Cu(NO3)2﹒3H2O的乙醇溶液,搅拌10h,水洗,真空干燥,得到纳米酶复合材料Fe3O4@CuS。
本发明提供的纳米酶复合材料在定性检测溶液中重金属离子中的应用。
进一步的,方法如下:于100μL含有重金属离子的溶液中,加入20μL浓度为0.4-1.2mg/mL的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS,4-30℃孵育10min后,依次加入60μL浓度为1-10mmol/L的3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)溶液和200μL质量百分浓度为5-30%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计测量吸光度。
本发明提供的纳米酶复合材料在定量检测溶液中重金属离子中的应用。
进一步的,方法如下:
1)配制重金属离子标准系列工作溶液,浓度范围为10-100μmol/L;
2)取100μL不同浓度的重金属离子标准系列工作溶液,加入20μL浓度为0.4-1.2mg/mL的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS溶液,4-30℃孵育10min后,依次加入60μL浓度为1-10mmol/L的3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和200μL质量百分浓度为5-30%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计测量吸光度;将吸光度与重金属离子浓度做标准曲线,得出线性方程;
3)于100μL含有重金属离子的溶液中,加入20μL浓度为0.4-1.2mg/mL的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS,4-30℃孵育10min后,依次加入60μL浓度为1-10mmol/L的3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和200μL质量百分浓度为5-30%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计测量吸光度,根据线性方程求出重金属离子浓度。
一种基于纳米酶水凝胶便携式传感平台,所述基于纳米酶水凝胶便携式传感平台,制备方法包括如下步骤:取纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和海藻酸钠,混合均匀后,滴入无水氯化钙溶液,制备出水凝胶,然后加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和H2O2溶液,搅拌均匀,获得基于纳米酶水凝胶便携式传感平台。
本发明提供的一种基于纳米酶水凝胶便携式传感平台在定性和定量检测重金属离子中的应用。
进一步的,定性检测重金属离子的方法包括如下步骤:取纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和海藻酸钠,混合均匀后,滴入无水氯化钙溶液,制备出水凝胶,然后加入含有重金属离子的溶液20℃孵育10min后,加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和H2O2溶液,搅拌均匀,最后利用color picker APP进行拍照。
进一步的,定量检测重金属离子的方法包括如下步骤:
1)配制重金属离子标准系列工作溶液,浓度范围为5-100μmol/L;
2)取纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和海藻酸钠,混合均匀后,滴入无水氯化钙溶液,制备出水凝胶,然后分别加入不同浓度的重金属离子标准系列工作溶液,20℃孵育10min后,加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和H2O2溶液,搅拌均匀,最后利用color picker APP进行拍照;获得不同标准浓度的重金属离子的R、G、B数据;
3)取纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和海藻酸钠,混合均匀后,滴入无水氯化钙溶液,制备出水凝胶,然后加入样品含有重金属离子的溶液,20℃孵育10min后,加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和H2O2溶液,搅拌均匀,最后利用color picker APP进行拍照;获得样品的R、G、B数据,与步骤2获得的不同标准浓度的重金属离子的R、G、B数据进行比对。
本发明的有益效果是:
1、本发明提供的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS,以Fe3O4作为基底材料,以ZIF-8为模板,从而提高基底材料的比表面积和孔隙。再利用化学蚀刻、阳离子交换方法,得到了高度稳定且具有磁性的新型纳米复合材料,合成工艺简单,高度稳定且具有磁性。复合材料具有较大的比表面积、良好的催化性能、极好的类过氧化物酶活性,可广泛应用于食品安全、环境保护和人类健康等方面。
2、本发明提供的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS,并将其与水凝胶相结合,构筑基于智能手机的比色纳米酶水凝胶便携式检测平台。通过纳米酶水凝胶颜色强度的变化结合智能手机对试剂盒图像数据进行采集与分析,实现金属离子的智能手机灵敏检测,可实现现场快速检测重金属离子,装置具有易设计、操作简便、功能多样等特点,为食品安全、环境保护和人类健康提供新的视角。
附图说明
图1是Fe3O4(a)、Fe3O4@ZIF-8(b)和Fe3O4@CuS(c)的扫描电镜图。
图2是Fe3O4@CuS类过氧化物酶活性的验证图;
其中,a:不同化学环境下TMB的显色对比图;b:不同化学环境下紫外吸收光谱图。
图3是不同化学环境下紫外吸光度图;
其中,a:Fe3O4@CuS类过氧化物酶的吸光度-浓度图;b:H2O2的吸光度-质量分数图;c:TMB的吸光度-浓度图;d:混合溶液的吸光度-pH图;e:混合溶液的吸光度-温度图。
图4是吸光度-汞离子浓度线性图。
图5是比色纳米酶水凝胶显色图(a)和5组标准浓度的R、G、B数据图(b)。
具体实施方式
实施例1纳米酶复合材料Fe3O4@CuS
(一)纳米酶复合材料Fe3O4@CuS的制备方法,包括如下步骤:
1)将1.95g三氯化铁和0.6001g二水合柠檬酸钠溶于60mL乙二醇,超声溶解,加入3.6g无水乙酸钠,搅拌30min后,将所得混合溶液置于100mL反应釜中,于200℃下水热反应10h,所得沉淀依次用乙醇和水洗涤2-3次,60℃下干燥过夜,得到Fe3O4纳米球。
2)将0.5006g Fe3O4纳米球和8.0004g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于120mL甲醇中,超声30min,加入2.464g二甲基咪唑,搅拌后,加入15mL含有2.232g Zn(NO3)2﹒H2O的甲醇溶液,磁力搅拌6h,静置12h,所得沉淀用甲醇洗涤2-3次,离心,70℃下真空干燥,得到Fe3O4@ZIF-8材料;
3)将0.5g Fe3O4@ZIF-8加入100mL水中,超声10min,加入10mL浓度为10mmol/L的Na2S溶液,搅拌10h,水洗2-3次,离心,70℃下真空干燥,得到Fe3O4@ZnS;
4)将步骤3)所得Fe3O4@ZnS加入到150mL乙醇中,超声10min,加入50mL浓度为10mmol/L的Cu(NO3)2﹒3H2O的乙醇溶液,60℃下搅拌10h,水洗3次,70℃下真空干燥,得到纳米酶复合材料Fe3O4@CuS。
(二)表征与验证
1、使用扫描电子显微镜(SEM)对Fe3O4、Fe3O4@ZIF-8、Fe3O4@CuS的围观结构和表面形貌进行了表征。
如图1所示,分别是Fe3O4、Fe3O4@ZIF-8、Fe3O4@CuS材料结构的微观形貌。图1中a为Fe3O4材料结构的微观形貌,合成的Fe3O4纳米球粒径均匀,粒径为500nm,分散性好。图1中b为Fe3O4@ZIF-8材料结构的微观形貌,合成的Fe3O4@ZIF-8呈光滑的十二面体菱形晶体。图1中c为Fe3O4@CuS材料结构的微观形貌,与Fe3O4@ZIF-8相比,Fe3O4@CuS表面形成多孔结构,但仍保持了十二面体的菱形形貌。
2、验证Fe3O4@CuS类过氧化物酶活性
a组:移取20μL Fe3O4@CuS溶液(1mg/mL)、60μL TMB溶液(8mmol/L)和200μLH2O2溶液(30%)于离心管中,加水稀释至3mL。
b组:移取60μL TMB溶液(8mmol/L)和200μL H2O2溶液(30%)于离心管中,加水稀释至3mL。
c组:移取20μL Fe3O4@CuS溶液(1mg/mL)于离心管中,加水稀释至3mL。
d组:移取60μL TMB溶液(8mmol/L)于离心管中,加水稀释至3mL。
e组:移取20μL Fe3O4@CuS溶液(1mg/mL)和60μL TMB溶液(8mmol/L)于离心管中,加水稀释至3mL。
将a-e组,在20℃水环境下孵育20min,观察溶液颜色变化,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度。
如图2中a所示,五组对照试验表明,在H2O2存在下,Fe3O4@CuS表现出良好的类过氧化物酶活性,可以使TMB氧化,溶液从无色变成明显的蓝色。
如图2中b所示,在Fe3O4@CuS+H2O2+TMB(a组)共同存在的体系下,可以使TMB产生显色反应,并在652nm处有一个强的吸收峰。这些结果表明Fe3O4@CuS表现出了良好的类过氧化物酶催化活性。
(三)条件优化
1、Fe3O4@CuS酶浓度的影响
设置5组对照实验
①20μL 0.4mg/mL Fe3O4@CuS溶液
②20μL 0.6mg/mL Fe3O4@CuS溶液
③20μL 0.8mg/mL Fe3O4@CuS溶液
④20μL 1.0mg/mL Fe3O4@CuS溶液
⑤20μL 1.2mg/mL Fe3O4@CuS溶液
将5组分别加入200μL H2O2溶液(30%)和60μL TMB溶液(8mmol/L),并置于离心管中,加水稀释至3mL,10min后利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度。
结果如图3中a所示,由图3中a可知,随着Fe3O4@CuS浓度的增加,吸光度增加,Fe3O4@CuS溶液的浓度为1mg/mL时,吸光度逐渐平缓。因此本发明优选,Fe3O4@CuS溶液的浓度为1mg/mL。
2、H2O2浓度的影响
设置6组对照实验
①200μL 5% H2O2溶液
②200μL 10% H2O2溶液
③200μL 15% H2O2溶液
④200μL 20% H2O2溶液
⑤200μL 25% H2O2溶液
⑥200μL 30% H2O2溶液
将6组分别加入20μL Fe3O4@CuS溶液(1mg/mL)和60μL TMB溶液(8mmol/L),并置于离心管中,加水稀释至3mL,10min后利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度。
结果如图3中b所示,由图3中b可知,随着H2O2质量分数的增加,吸光度逐渐升高,在H2O2质量百分浓度为25%时,吸光度逐渐平缓,由于H2O2质量百分浓度为30%时可能存在其他影响因素,因此本发明优选,H2O2质量百分浓度为25%。
3、TMB浓度的影响
设置6组对照实验
①60μL 1mmol/L TMB溶液
②60μL 2mmol/L TMB溶液
③60μL 4mmol/L TMB溶液
④60μL 6mmol/L TMB溶液
⑤60μL 8mmol/L TMB溶液
⑥60μL 10mmol/L TMB溶液
将6组分别加入20μL Fe3O4@CuS溶液(1mg/mL)和200μL H2O2溶液(25%),并置于离心管中,加水稀释至3mL,10min后利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度。
结果如图3中c所示,由图3中c可知,随着TMB浓度的增加,吸光度先升高后降低,在TMB浓度为8mmol/L时达到峰值,因此本发明优选,TMB浓度为8mmol/L。
4、pH值的影响
设置5组对照实验
① pH=2.5 ② pH=3.0 ③ pH=4.0 ④ pH=5.0 ⑤ pH=6.0
将5组分别加入20μL Fe3O4@CuS溶液(1mg/mL)、200μL H2O2溶液(30%)和60μLTMB溶液(8mmol/L),混合置于离心管中,加入pH=2.5-6.0的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,10min后利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度。
结果如图3中d所示,由图3中d可知,随着pH值的增大,吸光度先上升后下降,在pH=4时达到峰值,因此本发明优选,pH=4.0。
5、温度的影响
设置6组对照实验
①4℃(冰箱冷藏)②20℃(水浴加热)③30℃④40℃⑤50℃⑥60℃
将6组分别加入20μL Fe3O4@CuS溶液(1mg/mL)、200μL H2O2溶液(30%)和60μLTMB溶液(8mmol/L),混合置于离心管中,加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,分别在4-60℃水环境下孵育10min后,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度。
结果如图3中e所示,由图3中e可知,随着温度的升高,吸光度先升高后下降,在温度为20℃时达到峰值,因此本发明优选,温度为20℃。
实施例2纳米酶复合材料Fe3O4@CuS在定性/定量检测溶液中重金属离子中的应用
本实施例重金属离子以汞离子为例进行说明。
(一)定性检测
方法:于100μL浓度为100μmol/L的含有汞离子的溶液中,加入20μL浓度为1mg/mL的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS,20℃混合孵育10min后,依次加入60μL浓度为8mmol/L的TMB溶液和200μL质量百分浓度为25%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度。
并与在20μL Fe3O4@CuS溶液(1mg/mL)、200μL H2O2溶液(25%)和60μL TMB溶液(8mmol/L)的体系下于20℃孵育10min后,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度进行对比。得出含有汞离子的混合溶液吸光度低于不含汞离子的混合溶液吸光度。
(二)定量检测
1)配制汞离子标准系列工作溶液,浓度分别为10μmol/L、20μmol/L、40μmol/L、60μmol/L、80μmol/L和100μmol/L。
2)取100μL不同浓度的汞离子标准系列工作溶液,加入20μL浓度为1mg/mL的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS溶液,20℃孵育10min后,依次加入60μL浓度为8mmol/L的TMB溶液和200μL质量百分浓度为25%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)测量在652nm处的吸光度。
将吸光度与汞离子浓度做标准曲线,如图4所示。在10 -100μmol/L的浓度范围内呈线性关系,线性方程为:A=-0.00358c+0.52881,R2=0.9978。
3)于100μL待测样品含有重金属离子的溶液中,加入20μL浓度为1mg/mL的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS,20℃孵育10min后,依次加入60μL浓度为8mmol/L的TMB溶液和200μL质量百分浓度为25%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计测量吸光度,根据线性方程求出重金属离子浓度。
实施例3一种基于纳米酶水凝胶便携式传感平台
本实施例重金属离子以汞离子为例进行说明
(一)定量检测汞离子
1)配制汞离子标准系列工作溶液,浓度分别为5μmol/L、25μmol/L、50μmol/L、75μmol/L和100μmol/L。
2)取970μL浓度为1mg/mL的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和0.0903g海藻酸钠,混合均匀后,滴入1mL质量百分浓度为1%的氯化钙溶液,混合均匀后,制备出水凝胶,然后分别加入1mL不同浓度的汞离子标准系列工作溶液,20℃孵育10min后,加入60μL浓度为8mmol/L的TMB溶液和200μL质量百分浓度为25%的H2O2溶液,搅拌均匀,最后利用color picker APP进行拍照;获得不同标准浓度的重金属离子的R、G、B数据。结果如图5所示。
图5中a为制备的纳米酶水凝胶便携式传感平台。图5中b为汞离子标准系列工作溶液测得的标准R、G、B数据。
(二)实际检测
取20μL浓度为1mg/mL的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和0.0903g海藻酸钠,混合均匀后,滴入1mL质量百分浓度为1%的氯化钙溶液,混合均匀后,制备出水凝胶,然后加入1mL待测的含有汞离子的溶液,20℃孵育10min后,加入60μL浓度为8mmol/L的TMB溶液和200μL质量百分浓度为25%的H2O2溶液,搅拌均匀,最后利用color picker APP进行拍照;获得R、G、B数据。
将测得的R、G、B数据与汞离子标准系列工作溶液测得的标准R、G、B数据进行比对,即可得出待测溶液中汞离子的浓度。
Claims (10)
1.纳米酶复合材料,其特征在于,所述纳米酶复合材料是Fe3O4@CuS,是以ZIF-8为模板,在Fe3O4表面形成核壳结构得到Fe3O4@ZIF-8,然后利用化学蚀刻方法得到Fe3O4@ZnS,再通过阳离子交换,获得纳米酶复合材料Fe3O4@CuS。
2.权利要求1所述的纳米酶复合材料的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
1)将三氯化铁和二水合柠檬酸钠溶于乙二醇,超声溶解,加入无水乙酸钠,搅拌30min后,置于反应釜中,于200℃下水热反应10h,所得沉淀依次用乙醇和水洗涤,干燥过夜,得到Fe3O4纳米球;
2)将Fe3O4纳米球和聚乙烯吡咯烷酮溶于甲醇中,超声30min,加入二甲基咪唑,搅拌后,加入Zn(NO3)2﹒H2O的甲醇溶液,磁力搅拌6h,静置,所得沉淀用甲醇洗涤,离心,真空干燥,得到Fe3O4@ZIF-8材料;
3)将Fe3O4@ZIF-8材料加入水中,超声10min,加入Na2S溶液,搅拌10h,水洗,离心,真空干燥,得到Fe3O4@ZnS;
4)将Fe3O4@ZnS加入乙醇中,超声10min,加入Cu(NO3)2﹒3H2O的乙醇溶液,搅拌10h,水洗,真空干燥,得到纳米酶复合材料Fe3O4@CuS。
3.权利要求1所述的纳米酶复合材料在定性检测溶液中重金属离子中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,方法如下:于100μL含有重金属离子的溶液中,加入20μL浓度为0.4-1.2mg/mL的权利要求1所述的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS,4-30℃孵育10min后,依次加入60μL浓度为1-10mmol/L的3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和200μL质量百分浓度为5-30%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计测量吸光度。
5.权利要求1所述的纳米酶复合材料在定量检测溶液中重金属离子中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,方法如下:
1)配制重金属离子标准系列工作溶液,浓度范围为10-100μmol/L;
2)取100μL不同标准浓度的重金属离子标准系列工作溶液,加入20μL浓度为0.4-1.2mg/mL的权利要求1所述的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS溶液,4-30℃混合孵育10min后,依次加入60μL浓度为1-10mmol/L的3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和200μL质量百分浓度为5-30%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计测量吸光度;将吸光度与重金属离子浓度做标准曲线,得出线性方程;
3)于100μL含有重金属离子的溶液中,加入20μL浓度为0.4-1.2mg/mL的权利要求1所述的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS,4-30℃孵育10min后,依次加入60μL浓度为1-10mmol/L的3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和200μL质量百分浓度为5-30%的H2O2溶液,最后加pH=4的HAc-NaAc缓冲溶液至3mL,混合10min后,利用紫外可见分光光度计测量吸光度,根据线性方程求出重金属离子浓度。
7.一种基于纳米酶水凝胶便携式传感平台,其特征在于,所述基于纳米酶水凝胶便携式传感平台,制备方法包括如下步骤:取权利要求1所述的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和海藻酸钠,混合均匀后,滴入无水氯化钙溶液,制备出水凝胶,然后加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和H2O2溶液,搅拌均匀,获得基于纳米酶水凝胶便携式传感平台。
8.权利要求7所述的一种基于纳米酶水凝胶便携式传感平台在定性和定量检测重金属离子中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,定性检测重金属离子的方法包括如下步骤:
取权利要求1所述的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和海藻酸钠,混合均匀后,滴入无水氯化钙溶液,制备出水凝胶,然后加入含有重金属离子的溶液,20℃孵育10min后,加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和H2O2溶液,搅拌均匀,最后利用color picker APP进行拍照。
10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,定量检测重金属离子的方法包括如下步骤:
1)配制重金属离子标准系列工作溶液,浓度范围为5-100μmol/L;
2)取权利要求1所述的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和海藻酸钠,混合均匀后,滴入无水氯化钙溶液,制备出水凝胶,然后分别加入不同标准浓度的重金属离子标准系列工作溶液,20℃孵育10min后,加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和H2O2溶液,搅拌均匀,最后利用colorpicker APP进行拍照;获得不同标准浓度的重金属离子的R、G、B数据;
3)取权利要求1所述的纳米酶复合材料Fe3O4@CuS和海藻酸钠,混合均匀后,滴入无水氯化钙溶液,制备出水凝胶,然后加入样品含有重金属离子的溶液,20℃孵育10min后,加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺溶液和H2O2溶液,搅拌均匀,最后利用colorpicker APP进行拍照;获得样品的R、G、B数据,与步骤2获得的不同标准浓度的重金属离子的R、G、B数据进行比对。
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