CN116539546B - 一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分析化学领域，具体涉及一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法及应用。该检测方法包括以下步骤：将四价硒离子待测溶液、碘化金属盐、酸溶液、CTAB和金纳米棒溶液进行混合、反应得到酸性的硒离子待测体系；将所述硒离子待测体系中的四价硒离子待测溶液替换为等体积的蒸馏水得到空白体系；采用紫外可见吸收光谱分别对硒离子待测体系和空白体系进行测试，定性或定量的检测硒离子待测体系中四价硒离子。该方法采用含CTAB的离子待测体系金纳米棒刻蚀出现红移，对四价硒离子具有高选择性，克服了传统金纳米棒刻蚀出现蓝移而带来的抗扰能力弱的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及分析化学领域，具体涉及一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法及应用。
背景技术
硒（Se）是人类和动物体内必备的微量元素之一，也是一些抗氧化酶和硒蛋白的重要组成成分，如谷胱甘肽过氧化物酶。因此，采用简单、经济有效的方法检测硒的浓度是非常必要的。
金纳米棒具有两个明显的表面等离子体共振吸收峰（SPR），分别为横向等离子体共振吸收峰（TSPR）和纵向等离子体共振吸收峰（LSPR）。其纵向与横向长度的比值，即为长径比，能够通过选择性刻蚀金纳米棒而发生改变，从而引起金纳米棒溶液发生纵向等离子体共振吸收峰波长变化，其变化波长通常会发生蓝移，引起多种颜色变化，且这些颜色均能被肉眼清晰辨别。目前通过这些颜色变化已用于对多种重金属离子的检测，如铁、铜、汞等，然而金纳米棒刻蚀发生蓝移的现象能被很多其它物质引起，这将导致其检测技术抗干扰能力较弱，难以应用在实际样品中。另外，现有技术也未见该方法用于硒(IV)的检测中。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用金纳米棒刻蚀发生蓝移方法检测金属离子抗干扰能力弱的缺陷，从而提供一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法及应用。
本发明的技术方案：
一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，包括以下步骤：
硒离子待测体系的获取：将四价硒离子待测溶液、碘化金属盐、酸溶液、CTAB和金纳米棒溶液进行混合、反应得到酸性的硒离子待测体系；
空白体系的获取：将所述硒离子待测体系中的四价硒离子待测溶液替换为等体积的蒸馏水得到空白体系；
检测：采用紫外可见吸收光谱分别对硒离子待测体系和空白体系进行测试，定性或定量的检测硒离子待测体系中四价硒离子；
当进行定量检测时，将所述硒离子待测体系中的四价硒离子待测溶液替换为不同浓度硒离子的标准溶液得到标准体系，获取标准体系与空白体系之间的LSPR吸收波长位移，基于LSPR吸收波长位移得到其与硒离子浓度的标准曲线，将所述硒离子待测体系与空白体系之间的LSPR吸收波长位移代入标准曲线获得硒离子待测体系中四价硒离子浓度；
当进行定性检测时，通过对比硒离子待测体系相对于空白体系的LSPR吸收波长位移方向进行判断。
硒离子待测体系中CTAB的浓度为0.01M～0.05M。
定性检测时，硒离子待测体系与空白体系相比LSPR吸收波长红移，表明硒离子待测体系中含有四价硒离子。
所述硒离子待测体系的获取步骤为：将四价硒离子待测溶液、碘化金属盐溶液、酸溶液和CTAB溶液分别加入蒸馏水中，混合、孵育得到第一混合溶液，将金纳米棒溶液与第一混合溶液混合得到第二混合溶液作为硒离子待测体系；
优选的，所述孵育温度为45℃，和/或，孵育时间为10min～60min。
优选的，所述硒离子待测体系中硒(IV)离子浓度为0.2~70 µmol/L。
优选的，所述碘化金属盐溶液为一价金属盐，选自碘化钾溶液、碘化钠溶液中任一种，更优选的，所述碘化钾溶液浓度为0.05~0.5 mol/L，加入体积为20-40 μL。
优选的，所述酸溶液为盐酸的水溶液，浓度为0.5~5 mol/L，加入体积为5-15 μL。
优选的，所述CTAB溶液的浓度为0.1~0.5mol/L，加入体积为30-60μL。
优选的，所述硒离子待测溶液的浓度为10~4000 µmol/L，加入体积为10 μL-25 μL。
所述金纳米棒溶液为原制备溶液，加入体积为100-1000μL，只要保证测试体系的紫外可见光谱中具有金纳米棒的两个表面等离子体共振吸收峰即可。
所述金纳米棒溶液采用银离子辅助种子生长法制备；
所述金纳米棒的平均宽度大于等于20 nm，平均长度小于100nm。
所述的方法在对产品中硒进行定量或定性检测中的应用。
所述产品通过酸液进行前处理提取产品中四价硒离子得到提取液；
所述酸液选自硝酸、高氯酸、硫酸和盐酸中任一种或几种的组合。
所述产品为腐竹。
本发明技术方案，具有如下优点：
1. 本发明提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，硒离子待测体系中含有CTAB，在此体系中硒(IV)离子的金纳米棒刻蚀体系LSPR吸收波长呈现明显红移（相对于空白体系待测体系LSPR波长增加），而其它金属离子在此体系下LSPR吸收波长蓝移（相对于空白体系待测体系LSPR波长减小），因而其它金属离子对硒(IV)离子检测没有明显的干扰作用。综上，该方法通过采用含CTAB的硒离子待测体系产生红移，对硒(IV)离子具有高选择性，克服了传统金纳米棒刻蚀出现蓝移而带来的抗扰能力弱的缺陷。
具体的，在该硒离子待测体系中，碘化金属盐在酸性条件下，还原Se(IV)离子为硒原子，产生碘单质，其中硒原子能与溶液中的CTAB配位，形成Se/CTAB胶束溶液，并迅速结合在金纳米棒两端，起到保护两端的作用，导致碘单质优先刻蚀金纳米棒的侧面，而不是传统优先刻蚀金纳米棒两端，致使金纳米棒逐渐变窄，长径比增加，从而引起LSPR红移。其它金属如铜离子和铁离子，均是引起金纳米棒两端刻蚀，导致其长度变短，长径比减小，从而引起LSPR蓝移。因此本发明所述方法对硒(IV)离子具有高选择性、抗干扰能力强。
2. 本发明提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，该方法具有高灵敏度，在硒(IV)离子待测系统中硒(IV)离子的浓度为0.2 μmol/L～70μmol/L范围内，其LSPR吸收波长不断红移，检测限低至0.048 μmol/L，能够满足硒营养强化剂和富硒产品中硒(IV)离子含量的检测要求。
该方法操作简单，反应在20分钟内即可完成。该反应可在强酸条件下进行，且能与复杂实际样品中采用强酸进行前处理获得的提取液实现无缝对接，无需额外的pH调节过程及苛刻的操作环境，大大降低了检测时间和成本，有望普及用于复杂样品中硒(IV)离子检测。
该方法可在水溶液中进行，克服了传统基于DAB和DAN的荧光方法难以应用于水溶液中的不足之处。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明实施例中制备的金纳米棒的TEM形貌图；
图2是本发明实验例1中硒（IV）离子最终浓度分别为0、0.2µmol/L、1µmol/L、2µmol/L、5µmol/L、10µmol/L、20µmol/L、30µmol/L、40µmol/L、50µmol/L、60µmol/L、70µmol/L、80µmol/L、90µmol/L、100 µmol/L的硒(IV)离子检测体系共振吸收曲线；
图3是本发明实施例中硒（IV）离子最终浓度为0.2-70 µmol/L的硒(IV)离子检测体系的LSPR吸收波长位移与硒离子浓度的标准曲线；
图4是采用本发明的表面等离子共振方法用于空白体系、硒(IV)离子检测体系、Na+检测体系、K+检测体系、Ca2+检测体系、Mg2+检测体系、Zn2+检测体系、Fe3+检测体系、Cu2+检测体系、Cd2+检测体系、Ba2+检测体系、Pb2+检测体系、Mn2+检测体系和Hg2+检测体系的共振吸收曲线；
图5是采用本发明的表面等离子共振方法用于空白体系、硒(IV)离子检测体系、Na+检测体系、K+检测体系、Ca2+检测体系、Mg2+检测体系、Zn2+检测体系、Fe3+检测体系、Cu2+检测体系、Cd2+检测体系、Ba2+检测体系、Pb2+检测体系、Mn2+检测体系和Hg2+检测体系的LSPR吸收波长位移柱状图；
图6是对比例1和实施例1-6中不同CTAB浓度的硒离子待测体系以及对照空白体系的共振吸收曲线；（a）0 µM Se（IV）；（b）10 µM Se（IV）+0 M CTAB；（c）10 µM Se（IV）+0.01 MCTAB；（d）10 µM Se（IV）+0.02 M CTAB；（e）10 µM Se（IV）+0.03 M CTAB；（f）10 µM Se（IV）+0.04 M CTAB；（g）10 µM Se（IV）+0.05 M CTAB；（h）10 µM Se（IV）+0.075 M CTAB。
具体实施方式
本发明所述的金纳米棒溶液采用银离子辅助种子生长法制备，只要得到平均宽度大于等于20 nm，平均长度小于100 nm即可，避免金纳米棒宽度较小，金纳米棒“太瘦”，金纳米棒的侧面容易在短时间内被完全刻蚀掉，同时该长度的金纳米棒在紫外可见光谱具有两个特征吸收峰。下述实施例和实验例中使用的金纳米棒溶液制备方法和参数如下：
（1）首先制备金种子溶液：5 mL 0.5 mmol/L的氯金酸溶液和5 mL 0.2 mmol/L的CTAB溶液在25 mL的锥形瓶中混合并搅拌，随后加入0.6 mL 0.01 mmol/L的NaBH4冰水溶液至上述混合液中，在700 rpm转速下进行搅拌。2min后，反应溶液由黄色转变为棕色，停止搅拌，并静置至少30min，形成金种子溶液；
（2）生长液的制备：分别称取1.4 g CTAB和0.25 g 油酸钠，并混合溶解于二次蒸馏水中，加入3.6 mL 4 mmol/L的AgNO3溶液，搅拌15 min，然后加入50 mL 1 mmol/L的氯金酸至上述混合液中，继续搅拌60 min，直至颜色退去，随后加入0.4 mL 浓盐酸调节pH，紧接着加入0.25 mL 0.064 mol/L的抗坏血酸溶液，并剧烈搅拌30 s，形成生长液；
（3）金纳米棒的制备：将步骤（1）中的160 μL金种子溶液加入至步骤（2）中的生长液中，搅拌30 s，在30 °C条件下培育3 h后，采用10000 rpm的转速离心15 min，保留沉淀，并用二次蒸馏水清洗1次，重新分散至二次蒸馏水中，获得金纳米棒溶液。
金纳米棒溶液的透射电镜图见图1，可以清晰地观察到纳米金呈明显的棒状结构，且尺寸分布较为均匀，平均长度为65.91 nm，平均宽度为24.21 nm。
实施例1
本实施例提供一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，其操作步骤如下：
（1）将10 μL 5 mol/L的盐酸溶液、25 μL 0.1 mol/L碘化钾溶液和50 μL 0.2mol/L CTAB溶液依次加入至105 μL二次蒸馏水中，混合均匀；
（2）将10 μL四价硒离子待测溶液加入至步骤（1）混合溶液中，在45℃温水中孵育10分钟；
（3）将300 μL金纳米棒溶液加入至步骤（2）的混合溶液中，混匀震荡10分钟，得到硒离子待测体系；
（4）采用步骤（1）-（3）相同的方法，将步骤（2）中所述四价硒离子待测溶液替换为等体积的蒸馏水得到空白体系；
（5）采用步骤（1）-（3）相同的方法，将步骤（2）中所述四价硒离子待测溶液替换为等体积的不同硒离子浓度的标准溶液得到标准体系；
（6）采用紫外可见吸收光谱分别对硒离子待测体系、空白体系和标准体系进行测试，获取标准体系与空白体系之间的LSPR吸收波长位移，基于LSPR吸收波长位移得到其与硒离子浓度的标准曲线，将硒离子待测体系与空白体系之间的LSPR吸收波长位移带入标准曲线中获得待测体系中四价硒离子浓度。
CTAB浓度为0.02 M的硒离子待测体系共振吸收曲线为图6中曲线d。
实施例2
本实施例提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，与实施例1不同在于步骤（1）中加入的CTAB溶液的浓度为0.1 mol/L。CTAB浓度为0.01 M的硒离子待测体系共振吸收曲线为图6中曲线c。
实施例3
本实施例提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，与实施例1不同在于步骤（1）中加入的CTAB溶液的浓度为0.3 mol/L。CTAB浓度为0.03 M的硒离子待测体系共振吸收曲线为图6中曲线e。
实施例4
本实施例提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，与实施例1不同在于步骤（1）中加入的CTAB溶液的浓度为0.4 mol/L。CTAB浓度为0.04 M的硒离子待测体系共振吸收曲线为图6中曲线f。
实施例5
本实施例提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，与实施例1不同在于步骤（1）中加入的CTAB溶液的浓度为0.5 mol/L。CTAB浓度为0.05 M的硒离子待测体系共振吸收曲线为图6中曲线g。
实施例6
本实施例提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，与实施例1不同在于步骤（1）中加入的CTAB溶液的浓度为0.75 mol/L。CTAB浓度为0.075 M的硒离子待测体系共振吸收曲线为图6中曲线h。
实施例7
本实施例提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，为四价硒离子定性检测方法，与实施例1不同在于不包括步骤（5），且步骤（6）为采用紫外可见吸收光谱分别对硒离子待测体系和空白体系进行测试，若硒离子待测体系相对于空白体系LSPR吸收波长红移，表明待测溶液中含有四价硒离子，若蓝移或不移动则不含有四价硒离子。
对比例1
本对比例提供的一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，与实施例1不同在于步骤（1）中不加入CTAB溶液。CTAB浓度为0的硒离子待测体系共振吸收曲线为图6中曲线b。将本对比例中的四价硒离子待测溶液替换为蒸馏水，得到对照空白体系，其共振吸收曲线为图6中曲线a。
如图6所示，不含CTAB的对比例1硒离子测试体系（图6中曲线b）相对于对照空白体系（图6中曲线a）出现蓝移，容易被其它金属干扰，而实施例1-5由于硒(IV)离子测试体系中含有CTAB，且测试体系中CTAB浓度范围为0.01～0.05 mol/L（图6中曲线c-g），测试体系相对于对照空白体系均出现明显红移，硒(IV)离子选择性高，实施例6理论上也会出现红移，但CTAB溶液浓度较大使得刻蚀速度过快（大概十几秒金纳米棒就被刻蚀没了），不容易通过测试捕捉到，金纳米棒溶液加入体系中震荡10分钟后进行测试时未检测到金纳米棒的特征峰（图6中曲线h）。
实验例1
对实施例1的检测方法进行灵敏度测试，其操作步骤如下：
（1）将10 μL 5 mol/L的盐酸溶液、25 μL 0.1 mol/L碘化钾溶液和50 μL 0.2mol/L CTAB溶液依次加入至105 μL二次蒸馏水中，混合均匀；
（2）将10 μL浓度分别为0、10 µmol/L、50 µmol/L、100 µmol/L、250 µmol/L、500 µmol/L、1000 µmol/L、1500µmol/L、2000µmol/L、2500 µmol/L、3000 µmol/L、3500 µmol/L、4000 µmol/L、4500 µmol/L和5000 µmol/L的硒(IV)离子标准溶液加入至步骤（1）混合溶液中，在45℃温水中孵育10分钟；
（3）将300 μL金纳米棒溶液加入至步骤（2）的混合溶液中，混匀震荡10分钟，得到硒(IV)离子最终浓度分别为0、0.2µmol/L、1µmol/L、2µmol/L、5µmol/L、10µmol/L、20µmol/L、30µmol/L、40µmol/L、50µmol/L、60µmol/L、70µmol/L、80µmol/L、90µmol/L和100 µmol/L的硒离子标准体系；
（4）采用紫外可见吸收光谱分别对步骤（3）获得的不同浓度硒离子标准体系进行测试，如图2所示，获得标准体系与空白体系之间的LSPR吸收波长位移，基于LSPR吸收波长位移与硒离子浓度的关系绘制标准曲线，如图3所示，ΔλLSPR=2.06C+0.81，C代表待测体系中硒(IV)离子的浓度，单位为µmol/L，ΔλLSPR表示LSPR吸收波长位移。检测范围为0.2~70 µmol/L，最低检测限为0.048 μmol/L。
由图2和图3可以明显看出，硒离子标准体系中LSPR 690 nm左右出现了明显的红移，吸收强度逐渐降低，随着硒(IV)离子浓度的增加，其红移量逐渐增大，直至在硒(IV)离子达到80 µmol/L后，才开始逐渐减小；硒离子待测体系中硒(IV)离子浓度在0.2~70 µmol/L范围内，体系的LSPR吸收波长位移与硒(IV)离子浓度符合线性方程ΔλLSPR=2.06C+0.81，拟合系数R2=0.9948。
实验例2
对实施例1的检测方法进行特异性测试，其操作步骤如下：
（1）将10 μL 5 mol/L的盐酸溶液、25 μL 0.1 mol/L碘化钾溶液和50 μL 0.2mol/L CTAB溶液依次加入至105 μL二次蒸馏水中，混合均匀；
（2）将10 μL 1500µmol/L的硒(IV)离子标准溶液加入至步骤（1）混合溶液中，在45℃温水中孵育10分钟；
（3）将300 μL金纳米棒溶液加入至步骤（2）的混合溶液中，混匀震荡10分钟，得到硒(IV)离子最终浓度为30µmol/L的硒离子待测体系；
（4）采用紫外可见吸收光谱对步骤（3）获得的硒离子待测体系进行测试，结果见图4和图5；
（5）将硒(IV)离子检测体系中硒(IV)离子溶液替换为等体积蒸馏水，作为空白体系（Blank）；
（6）将硒(IV)离子检测体系中硒(IV)离子溶液替换为等体积浓度为5000 µmol/L的其它金属离子溶液，其他金属离子分别为：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+、Cd2+、Ba2+、Pb2 +、Mn2+和Hg2+，以分别得到Na+检测体系、K+检测体系、Ca2+检测体系、Mg2+检测体系、Zn2+检测体系、Fe3+检测体系、Cu2+检测体系、Cd2+检测体系、Ba2+检测体系、Pb2+检测体系、Mn2+检测体系和Hg2+检测体系；
（7）按照上述方法分别对不同待测体系进行紫外可见吸收光谱，结果见图4和图5。
从图4和图5可以看出，只有硒(IV)离子存在下，明显观察到硒(IV)离子检测体系相对于空白体系（Blank）的LSPR吸收波长有明显的红移现象，而在Fe3+检测体系、Cu2+检测体系中LSPR吸收波长有较为明显的蓝移现象，其它重金属检测体系下，LSPR吸收波长并没有明显变化。可见，本发明所述硒(IV)离子表面等离子体共振检测方法对硒(IV)离子具有高选择性。
实验例3
实施例1的检测方法在检测腐竹中硒含量中的应用，包括以下步骤：
（1）参照国家标准GB5009.93-2017方法提取腐竹中硒，首先称取0.5 g腐竹粉末置于锥形瓶中，加入10 mL硝酸-高氯酸混合酸（9 mL+1 mL），盖上表面皿冷消化过夜，次日于电热板上加热，并及时补加硝酸；当溶液变为清亮无色并伴有白烟产生时，再继续加热至剩余体积为2 mL 左右冷却，再加5 mL 盐酸溶液(5 mol/L) ，继续加热至溶液变为清亮无色并伴有白烟出现，冷却后转移至10 mL 容量瓶中，用水定容，得到腐竹提取液；
（2）将10 μL 上述腐竹提取液（含盐酸）、25 μL 0.1 mol/L碘化钾溶液和50 μL0.2 mol/L CTAB溶液依次加入至115 μL二次蒸馏水中，混合均匀，并在45℃温水中孵育10分钟，将金纳米棒溶液加入300 μL至上述混合液中，混匀震荡10分钟，得到腐竹待测体系S1；
（3）按照加标回收法，将10 μL 上述腐竹待测液（含盐酸）、10 μL 250 µmol/L的硒(IV)溶液、25 μL 0.1 mol/L碘化钾溶液和50 μL 0.2 mol/L CTAB溶液依次加入至105 μL二次蒸馏水中，混合均匀，并在45℃温水中孵育10分钟，将金纳米棒溶液加入300 μL至上述混合液中，混匀震荡10分钟，得到硒(IV)离子加标待测体系S2，将S2中250 µmol/L的硒(IV)溶液分别替换成等体积500 µmol/L、1000 µmol/L硒(IV)溶液，得到加标待测体系S3和S4；
（4）采用紫外可见吸收光谱对待测体系进行测试，记录LSPR吸收峰强度和波长的变化，得到LSPR吸收波长位移，带入实验例1获得的标准曲线中，计算待测体系硒离子浓度，结果见表1。
表1.腐竹待测体系中硒离子浓度检测结果
从表1可知，本发明实施例1所述检测方法用于腐竹中硒(IV)测试回收率为75.25%-114.40%，均在70%-120%范围内，属于可接受范围，表明所述方法具有较高的实际应用潜力。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种四价硒离子表面等离子体共振检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
硒离子待测体系的获取：将四价硒离子待测溶液、碘化金属盐、酸溶液、CTAB和金纳米棒溶液进行混合、反应得到酸性的硒离子待测体系；
空白体系的获取：将所述硒离子待测体系中的四价硒离子待测溶液替换为等体积的蒸馏水得到空白体系；
检测：采用紫外可见吸收光谱分别对硒离子待测体系和空白体系进行测试，定性或定量的检测硒离子待测体系中四价硒离子；
当进行定量检测时，将所述硒离子待测体系中的四价硒离子待测溶液替换为不同浓度硒离子的标准溶液得到标准体系，获取标准体系与空白体系之间的LSPR吸收波长位移，基于LSPR吸收波长位移得到其与硒离子浓度的标准曲线，将所述硒离子待测体系与空白体系之间的LSPR吸收波长位移代入标准曲线获得硒离子待测体系中四价硒离子浓度；
当进行定性检测时，通过对比硒离子待测体系相对于空白体系的LSPR吸收波长位移方向进行判断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，硒离子待测体系中CTAB的浓度为0.01M～0.05M。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定性检测时，硒离子待测体系相对于空白体系LSPR吸收波长红移，表明硒离子待测体系中含有四价硒离子。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硒离子待测体系的获取步骤为：将四价硒离子待测溶液、碘化金属盐溶液、酸溶液和CTAB溶液分别加入蒸馏水中，混合、孵育得到第一混合溶液，将金纳米棒溶液与第一混合溶液混合得到第二混合溶液作为硒离子待测体系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，孵育温度为45℃；
和/或，孵育时间为10min～60min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸溶液为盐酸的水溶液；
和/或，所述碘化金属盐溶液为一价金属盐，选自碘化钾溶液、碘化钠溶液中任一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述金纳米棒溶液采用银离子辅助种子生长法制备；
和/或，所述金纳米棒的平均宽度大于等于20 nm，平均长度小于100nm。
8.权利要求1-7任一项所述的方法在对产品中硒进行定量或定性检测中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述产品通过酸液进行前处理提取产品中四价硒离子得到提取液。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述产品为腐竹。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076253A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | セレン分析装置及びセレン分別定量方法 |
| CN101949855A (zh) * | 2010-08-10 | 2011-01-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 利用va族或via族元素化合物检测金属阳离子的方法 |
| KR20130001886A (ko) * | 2011-06-28 | 2013-01-07 | 고려대학교 산학협력단 | 검출 감도가 향상된 금 나노로드의 국지화된 표면 플라즈몬 공명 센서, 이의 제조방법 및 이를 이용한 생체물질 검출방법 |
| WO2013128458A1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-09-06 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd. | Conductive nanowire films |
| KR20180000589A (ko) * | 2016-06-23 | 2018-01-03 | 연세대학교 산학협력단 | 이온 검출을 위한 국소 표면 플라즈몬 공명 센서용 프로브, 이를 이용한 이온 검출 방법 및 이온 검출 센서 |
| CN108828047A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-11-16 | 北京师范大学 | 一种检测水体中汞离子的方法 |
| CN113189233A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-30 | 江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所 | 一种测定蔬菜中硒形态含量的方法 |
| CN113933292A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-14 | 福州大学 | 一种基于金纳米棒刻蚀多色比色检测血红蛋白的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104335041B (zh) * | 2012-03-30 | 2016-08-24 | 印度马德拉斯理工学院 | 汞离子的可视化检测 |
-
2023
- 2023-06-28 CN CN202310771544.7A patent/CN116539546B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008076253A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | セレン分析装置及びセレン分別定量方法 |
| CN101949855A (zh) * | 2010-08-10 | 2011-01-19 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 利用va族或via族元素化合物检测金属阳离子的方法 |
| KR20130001886A (ko) * | 2011-06-28 | 2013-01-07 | 고려대학교 산학협력단 | 검출 감도가 향상된 금 나노로드의 국지화된 표면 플라즈몬 공명 센서, 이의 제조방법 및 이를 이용한 생체물질 검출방법 |
| WO2013128458A1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-09-06 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd. | Conductive nanowire films |
| KR20180000589A (ko) * | 2016-06-23 | 2018-01-03 | 연세대학교 산학협력단 | 이온 검출을 위한 국소 표면 플라즈몬 공명 센서용 프로브, 이를 이용한 이온 검출 방법 및 이온 검출 센서 |
| CN108828047A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-11-16 | 北京师范大学 | 一种检测水体中汞离子的方法 |
| CN113189233A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-30 | 江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所 | 一种测定蔬菜中硒形态含量的方法 |
| CN113933292A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-14 | 福州大学 | 一种基于金纳米棒刻蚀多色比色检测血红蛋白的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Simultaneous determination of Se, trace elements and major elements in Se-rich rice by dynamic reaction cell inductively coupled plasma mass spectrometry (DRC-ICP-MS) after microwave digestion;Yi Huawei等;《Food Chemistry》;第159卷;第507-511页 * |
| Symmetric and Asymmetric Au−AgCdSe Hybrid Nanorods;Shan Liang等;《Nano Letters》;第5281-5286页 * |
| 以Au@ Ag 双金属纳米棒为核的热响应性核壳复合微凝胶的制备及性能表征;董旭等;《化学研究与应用》;第27卷(第6期);第836-841页 * |
| 金纳米棒自组装的研究进展与未来展望;方英等;《传感器与微系统》;第41卷(第8期);第1-5页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116539546A (zh) | 2023-08-04 |
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