1、纳米金粒子在重金属汞离子的检测方面的应纳米金粒子在重金属汞离子的检测方面的应用与研究用与研究 侯亚玲、谭婷、龙自然侯亚玲、谭婷、龙自然纳米金粒子与重金属汞的简介纳米金粒子与重金属汞的简介01传统检测重金属的方法与不足传统检测重金属的方法与不足02用纳米金粒子检测汞离子的方用纳米金粒子检测汞离子的方法法03 总结总结04 展望展望05Table of Contents内容大纲内容大纲01纳米金粒子及汞介绍Mobile Office Profile 纳米技术在21世纪将发挥极为重要的作用，是未来纳米器件、微型机器、分子计算机制造的最可能的途径之一. 金纳米粒子由于其优异的导电性能，良好的化学稳定性
2、及其独特的光学、催化特性而吸引了更多的目光。由于纳米金粒子这些特有的化学性能以及独特的光、电性能，自上世纪80年代至今，化学界对纳米金粒子的应用及其功能化研究方兴未艾。 重金属在体内是一个不断积累的过程，随着重金属的不断积累会威胁到人类的生命健康，尤其是像铬、汞、砷、铅等5种元素的毒性最大。 汞及其化合物属于剧毒物质，可在人体内蓄积，主要来源于仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、化妆品、照明灯、齿科材料、燃煤、水生生物：血液中的金属汞进入脑组织后，逐渐到脑组织中积累，达到一定的量时就会对脑组织造成损害，另外一部分汞离子转移到肾脏。 重金属汞的污染与危害已不可忽视，我们应该行动起来，研究解决方法，采取
3、积极有效措施努力避免重金属汞的污染与危害02传统方法与不足传统方法与不足Mobile Office Profile 传统的分析方法，如原子吸收光谱、紫外-可见分度法、电感耦合等离子体质谱、质谱、X-射线荧光光谱等，可以很好地痕量检测重金属离子，但这些方法普遍存在检测过程繁琐，仪器昂贵，运行费用高，不易携带，要求有经过专门训练的操作人员，并且不适合现场快速监测和连续在线分析等缺点。 而比色法灵敏度和准确度高，选择性好等优点，是一种具有发展前景的重金属离子检测方法。03现代分析方法现代分析方法Mobile Office Profile1、基于氨基酸的纳米金粒子的比色检测2、镊子型 dsDNA 稳定
4、的纳米金光度法快速检测汞离子 3.1基于氨基酸纳米粒基于氨基酸纳米粒子的比色检测子的比色检测Mobile Office Profile原理原理 首先在金纳米棒上修饰上有疏基官能团的半胱氨酸，在酸性条件下，半胱氨基酸的加入会使金纳米棒通过吸附作用发生字组装。加入汞离子后，利用汞离子对半胱氨酸分子的强结合力，导致半胱氨酸分子从金的表面脱落，使得到金纳米棒的从聚集太解体，从而能够产生明显的光学变化，利用紫外可见分光光度计测定吸收强度来计算汞离子的含量。试剂氯金酸、抗坏血酸（AA）、硼氢化钠、半胱氨酸、硝酸银和氯化汞、十六万级三甲基溴化铵（CTAB）、乙二胺四乙酸（EDTA）仪器设备UV-245型紫外
5、-可见分光光度计；JEM-2100高分辨率透射电子显微镜；PB-10酸度计；TGL-18C-C离心机；KQ2200DB超生波清洗机。金纳米棒的制备 1、晶种的合成：搅拌状态下，向10ml、0.01M的CTAB溶液中加入0.25ml，0.01M,HAuCl4，的混合液中加入0.6ml,0.01M冰温的NABH4，强烈搅拌2min，溶液颜色由深黄色变为棕黄色，表明晶种溶液的生长。2、金纳米粒子的合成搅拌状态下，向含有95ml，0.1M,CTAB,600PL，10M AgNO3和5ml,10M,HAuCL4的混合液中加入600，0.1MAA。将反应后的金纳米粒子溶液12000pm的转速离心10min
6、，去除上清液，沉淀用10ml超纯水分散并摇匀，重复离心两到三次，将提纯后的金纳米棒溶液4摄氏度下保存半胱氨基酸的功能化金纳米棒的构建 将0.1ml，1mmol/L的半胱氨基酸溶液加入到5ml的金纳米棒溶液中（溶液为HAc-NaAc)缓冲溶液体系，浓度为0.01mol/L，ph=5.0.搅拌1h后，将得到的半胱氨酸修饰的金纳米棒溶液分为5等分作为后续备用。2、实际水样分析取一定量的自来水样，煮沸5min,采用14000pm的转速离心10min。上清液经过0.45um的滤膜过滤，用处理后的自来水水样制备出不同浓度的Hg2+标准液，分别加入到cys-AuNRs探针溶液中，在紫外可见分光光度计上检测其
7、吸收光谱。一、注意事项注意事项一、注意事项注意事项1.实验所用试剂均为分析纯，使用前未进一步纯化。2.玻璃仪器在使用前用新配制的王水清洗并用超纯水彻底冲洗。3.色皿洗涤必须干净，拿取比色皿时，只能用手握住毛玻璃面，装待测液时，应用待测液润洗两到三次，保证待测液浓度不变，倒入的溶液应在2/3到3/4处而不要太满，放时应将透光面对光路。4.不要用磁搅拌子，用玻璃搅拌浆5.所用玻璃仪器全部用铬酸洗液清泡过夜，清水和去离子水6.用去离子水做溶剂镊子型 dsDNA 稳定的纳米金光度法快速检测 汞离子仪器与试剂仪器与试剂UV-2450紫外 - 可见分光光度计，氯金酸，柠檬酸三钠Hg(NO3)2 ,DNA，
8、序列DNA3GAACACTGATCT TTTTTTTT-5/3-TTTTTTTTTGATCAGTGTTC-5其他试剂均为分析纯，实验用水为高纯水。二、纳米金的制备二、纳米金的制备 采用柠檬酸钠还原法制备纳米金，在两颈烧瓶中加入 150mL柠檬酸三钠溶液 (2.2mmol/L)，加热搅拌至沸腾，快速注入250L氯金酸( 4%) ，继续加热搅拌直至出现酒红色，停止加热继续搅拌至室温.用紫外-可见分光光度计扫描所制备纳米金的吸收光谱，其最大吸收峰为520nm。镊子型镊子型 dsDNA dsDNA 的制备的制备 将两条等浓度的 ssDNA 加入 150L HEPES缓冲溶液，然后在 PCR 仪内升温至
9、 80，停留 10min.然后以0.5/min降至35 并保持 30min,再降至5停留 10min,最后恢复至室温即得镊子型dsDNA.比色法检测比色法检测HgHg 将杂交好的镊子型dsDNA加至一定浓度的金纳米粒子溶液中，放置30min,在镊子型dsDNA 保护的纳米金溶液中加入5mmol/L HEPES缓冲溶液 ( 含50mmol/L NaClO4,pH7.4),用紫外-可见分光光度计对体系进行光谱扫描。然后在体系中加入Hg2+溶液，测量其光谱。结果与讨论方法的可行性研究 通过以下步骤考察方法的可行性: 将含9个T 错配碱基的镊子型dsDNA 加至金纳米粒子溶液中，然后加入缓冲溶液，金纳
10、米粒子未发生团聚，保持红色,最大吸收峰520nm,将2mol/L汞离子溶液加入到镊子型 dsDNA保护的金纳米粒子溶液后，纳米金发生聚集，溶液呈蓝色，最大吸收峰移至620NM 处,纳米金溶液颜色的变化证明，镊子型dsDNA 能够保护纳金不会出现盐诱导下的聚集，而 汞离子则可诱导纳米金去保护进而出现聚集。共存离子的干扰按照实验方法，考察了浓度为：200mol/L,Cd,Co2+,Cu2+,Mg2+,Ni2+,Pb2+,Zn2+,Ag+取代 Hg2+后的吸光度比值(A620/A520),结果表明，除Hg2+外，其他金属离子对吸光度比值的影响不大,表明该方法对 Hg2+具有良好的选择性。2Ca 所以
11、本设计方法可行.为进一步考察设计方法的可行性，采用透射电镜对金纳米粒子聚集前后的状态进行表征，加入汞离子前，金纳米粒子保持很好的分散状态,加入 汞离子后，金纳米粒子产生了聚集,表明 汞离子能够诱导镊子型dsDNA保护的金纳米粒子去保护进而出现盐诱导下的聚集.结 论本文将纳米金和 DNA相结合，设计了一种基于盐诱导纳米金聚集的比色检测 Hg2+的方法.设计的镊子型 dsDNA 能够有效地保护金纳米粒子，且其结构非常有利于“T-Hg2+-T”的形成.将这种镊子型dsDNA与纳米金相结合对Hg2+进行检测，可将的检测时间从数十分钟缩短至数分钟，实现对Hg2+的快速检测。总结总结 首先,本文介绍金颗粒
12、的性质,随后本文介绍了比色法及紫外可见分光光度计的原理,为以后比色检测汞离子做好铺垫。再次,本文把制备好的金颗粒用作光学探针来进行汞离子的检测,当溶液里面有汞离子时,鸟氨酸将作为一种联和剂来连接金纳米颗粒,从而减小了颗粒之间的间距,导致颗粒发生团聚,肉眼能看到溶液从红色到蓝色或紫色的颜色变化,由紫外可见分光光度计可以得知金颗粒LSPR耦合模式发生了变化展望 纳米材料以其独特的尺寸结构和性能在许多领域有很好的应用,随着科学技术的发展,纳米材料的制备方法也在不断的完善,简化制备方法和优化条件对于制备出结构和性能更好的纳米材料非常关键。重金属对环境的污染已经危害人类的生存,是一个全世界范围的问题。减少人为活动产生的重金属污染是降低这类污染的重要方面,同时,研究出检测精度更高、能检测更多重金属离子以及多种重金属离子同时检测的方法是当前所需,从而进一步提高对重金属离子进行更为科学和有效的处理。YourName纳米粒子在重金属汞离子中的检测
