一种锰离子比色法检测试剂盒及其检测方法技术

本发明专利技术涉及环境和生物分析技术领域，具体的说是一种锰离子比色法检测试剂盒及其检测方法。试剂盒为醋酸‑醋酸钠缓冲溶液、高碘酸钾溶液、氨三乙酸溶液、含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液、标准比色卡C和比色管；所述含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液中，纳米棒的浓度为0.5‑10nM，CTAB浓度为0.01‑100mM。本发明专利技术检测锰离子的方法，具有灵敏度高、选择性好、操作简单、肉眼容易观测等优点，在系统的实验条件的调试下，可以实现环境样品中锰离子的检测。

Manganese ion colorimetric detection kit and detection method thereof

The invention relates to the technical field of environment and biological analysis, in particular to a manganese ion colorimetric detection kit and a detection method thereof. Kit for acetic acid sodium acetate buffer solution, potassium periodate solution, ammonia containing three acetic acid, sixteen alkyl three methyl bromide (CTAB) standard solution, gold nanorods colorimetric card C and colorimetric tube; the sixteen alkyl three methyl bromide (CTAB) gold nanorods in solution. The concentration of 0.5 10nM nanorods, CTAB concentration of 0.01 100mM. Detection of manganese ion of the invention has the advantages of high sensitivity, good selectivity, simple operation, easy visual observation etc, in the debugging of the system under the experimental conditions, can realize the detection of manganese ion in environmental samples.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境和生物分析
，具体的说是一种锰离子比色法检测试剂盒及其检测方法。
技术介绍
锰是人体必需的微量元素之一，是在许多酶的组成中起着重要作用，同时也是正常骨结构的必需成分。锰缺乏可以引发神经衰弱综合症，甚至导致胰岛素和合成和分泌的降低；而锰过量，则可能引起中毒现象，职业性锰中毒是由于长期吸入含锰深度较高的锰烟及锰尘导致，尤其是锰铁冶炼、电焊条的制造与电焊作业以及锰矿石的开采、粉碎或干电池的生产等作业的工人，长期接触锰则可引起类似帕金森综合征或Wilson病等神经症状。因而，对环境及生物样品中的锰离子的检测是非常重要的。在水体环境中，由于锰离子不能够分解，在生物体内具有生物富集和生物放大效应，从而使得出于食物链越高的生物，其体内锰离子含量也成倍的增加，对其造成的危害也越大。作为食物链顶端的人类，当食用这些含高浓度的重金属离子水体生物时，受到的危害也是最大的。因而，对环境及水体样品中的锰离子的检测是非常有必要的。目前，对锰离子的检测手段主要有原子吸收法、催化光度法、荧光分光光度法、化学发光法、电感耦合等离子体质谱等方法。然而这些技术需要价格昂贵的大型仪器，或者检测手段过于复杂，不能实现现场检测和技术推广。相对以上检测技术，比色分析法优势在于其肉眼易于观测，非常适合于现场实时检测，操作简单且价格便宜。金纳米粒子因为其表面等离子体共振吸收而具有非常大的摩尔消光系数，因而其运用于比色分析中具有明显的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锰离子比色法检测试剂盒及其检测方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种锰离子比色法检测试剂盒，试剂盒为醋酸-醋酸钠缓冲溶液、高碘酸钾溶液、氨三乙酸溶液、含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液、标准比色卡C和比色管；所述含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液中，纳米棒的浓度为0.5-10nM，CTAB浓度为0.01-100mM。所述醋酸-醋酸钠缓冲溶液，pH为3.6-5.8，溶液浓度为0.01-1M；所述高碘酸钾溶液的浓度为0.01-1M；所述氨三乙酸溶液的浓度为0.01-1M。优选所述试剂盒中醋酸-醋酸钠缓冲液的pH为5.4，浓度为50mM；含十六烷基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液中，金纳米棒浓度为2.3nM、长径比为2∶1，含CTAB的浓度为0.1M；高碘酸钾溶液的浓度为0.02M；氨三乙酸溶液的浓度为0.01M。所述标准比色卡C为不同浓度锰标准色阶溶液，不同浓度分别为0nM,5nM,10nM,15nM,20nM,25nM,30nM,40nM,50nM,100nM。一种锰离子比色法检测试剂盒检测锰离子的方法，将醋酸-醋酸钠缓冲溶液加进比色管中，再加入待测样品摇晃混匀，混匀后再加入含CTAB的金纳米棒溶液，摇匀；再依次加入高碘酸钾溶液、氨三乙酸溶液摇晃混匀；而后于20-40℃温度下孵育10-30分钟，进行显色反应，通过肉眼或紫外可见光谱仪观察颜色，与标准比色卡C对比确定锰离子含量。所述含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液中，纳米棒的浓度为0.5-10nM，CTAB浓度为0.01-100mM。所述醋酸-醋酸钠缓冲溶液，pH为3.6-5.8，溶液浓度为0.01-1M；所述高碘酸钾溶液的浓度为0.01-1M；所述氨三乙酸溶液的浓度为0.01-1M。所述试剂盒中醋酸-醋酸钠缓冲液的pH为5.4，浓度为50mM；含十六烷基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液中，金纳米棒浓度为2.3nM、长径比为2∶1，含CTAB的浓度为0.1M；高碘酸钾溶液的浓度为0.02M；氨三乙酸溶液的浓度为0.01M。所述标准比色卡C为不同浓度锰标准色阶溶液，不同浓度分别为0nM,5nM,10nM,15nM,20nM,25nM,30nM,40nM,50nM,100nM。所述标准比色卡C的制备是，取0-100nM不同浓度锰标准色阶溶液分别放置于比色管中，加入醋酸-醋酸钠缓冲溶液摇晃混匀，混匀后再加入含CTAB的金纳米棒溶液，摇匀；再依次加入高碘酸钾溶液、氨三乙酸溶液摇晃混匀；而后于20-40℃温度下孵育10-30分钟，进行显色反应，使用专业照相机记录显色结果，采集图片后，用有颜色梯度的图片组成锰离子标准比色卡C。本专利技术的原理(见图1)是在酸性溶液中，用氨三乙酸作为活化剂，锰离子催化高碘酸钾氧化金纳米棒而生成三价锰离子，三价锰离子又会还原为锰离子，从而形成循环催化刻蚀金纳米棒，同时使其吸收光谱发生改变(见图3)并伴随着明显的形态变化(图2)和颜色变化(图4)，这种变化与锰离子浓度呈线性关系(见图5)。本专利技术所具有的优点：本专利技术利用锰离子催化刻蚀金纳米棒比色法检测锰离子，具有灵敏度高(检出限为10nM)，选择性好，操作简单，速度快，肉眼容易观测，适合现场实时检测等优点。附图说明图1为本专利技术提供的锰离子催化刻蚀金纳米棒的原理。图2为本专利技术实施例提供的锰离子催化刻蚀金纳米棒前后的透射电镜图像；其中，金纳米棒在锰离子催化刻蚀前(左)，后(中间为低浓度，右为高浓度)。图3为本专利技术实施例提供的锰离子(浓度从低到高)催化刻蚀金纳米棒后的吸收光谱图。图4为本专利技术实施例提供的的锰离子标准比色卡C。图5为本专利技术检测锰离子标准曲线。图6为本专利技术实施例提供的检测锰离子的选择性实验结果(图6A)与相应照片(图6B)。图7为本专利技术实施例提供的检测锰离子流程图。具体实施方式通过以下实施例，对本专利技术作进一步具体说明。但是本专利技术绝非仅限于此。本专利技术试剂盒采用pH＝3.6-5.8、浓度为0.01-1M的弱酸醋酸，使锰催化的高碘酸钾氧化反应处在弱酸性条件下，CTAB修饰的金纳米棒，其中CTAB作为一种表面活性剂具有增敏作用，助催化作用的氨三乙酸，反应过程中金纳米棒在正常状态下是蓝色的，在被高碘酸钾氧化刻蚀后，其形态由棒状变为球状，颜色由蓝色变为红色，这种变化与加入作为催化剂的锰离子的浓度变化呈现一定的线性关系，依据这种线性关系进行锰离子的检测。实施例饮用水中锰离子(加标)检测试剂盒包括醋酸-醋酸钠缓冲溶液、高碘酸钾溶液、氨三乙酸溶液、含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液、标准比色卡C和比色管；所述的醋酸-醋酸钠缓冲溶液是使用分析纯的醋酸钠和冰醋酸用二次去离子水配制而成，配制后的缓冲液的pH为5.4，浓度为50mM。所述的高碘酸钾溶液浓度为0.02M，由分析纯的高碘酸钾溶于二次去离子水获得；所述的氨三乙酸溶液浓度为0.01M，由分析纯的氨三乙酸溶于二次去离子水获得；含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液的制备方式如下：1)合成金种子液：取50μL氯金酸溶液(50mM)加入到7.7mL浓度为0.1M的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中搅拌摇匀，再加入600μL冰镇硼氢化钠(0.01M)溶液，加速摇晃几分钟，混合溶液颜色由亮黄色变为紫灰色时停止，在26℃环境下静置2小时后待用。2)纳米棒合成：将1200μL氯金酸(50mM)溶液加入到100mL浓度为0.1M的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中搅拌混匀，再加入300μL硝酸银(0.01M)溶液，混匀后加入960μL抗坏血酸(0.1M)溶液，待溶液由黄棕色变为无色时，边搅拌边加入200μL上述合成的金种子液至溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锰离子比色法检测试剂盒，其特征在于：试剂盒为醋酸‑醋酸钠缓冲溶液、高碘酸钾溶液、氨三乙酸溶液、含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液、标准比色卡C和比色管；所述含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液中，纳米棒的浓度为0.5‑10nM，CTAB浓度为0.01‑100mM。

【技术特征摘要】
1.一种锰离子比色法检测试剂盒，其特征在于：试剂盒为醋酸-醋酸钠缓冲溶液、高碘酸钾溶液、氨三乙酸溶液、含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液、标准比色卡C和比色管；所述含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液中，纳米棒的浓度为0.5-10nM，CTAB浓度为0.01-100mM。2.按权利要求1所述的锰离子比色法检测试剂盒，其特征在于：所述醋酸-醋酸钠缓冲溶液，pH为3.6-5.8，溶液浓度为0.01-1M；所述高碘酸钾溶液的浓度为0.01-1M；所述氨三乙酸溶液的浓度为0.01-1M。3.按权利要求1或2所述的锰离子比色法检测试剂盒，其特征在于：所述试剂盒中醋酸-醋酸钠缓冲液的pH为5.4，浓度为50mM；含十六烷基溴化铵(CTAB)的金纳米棒溶液中，金纳米棒浓度为2.3nM、长径比为2∶1，含CTAB的浓度为0.1M；高碘酸钾溶液的浓度为0.02M；氨三乙酸溶液的浓度为0.01M。4.按权利要求1所述的锰离子比色法检测试剂盒，其特征在于：所述标准比色卡C为不同浓度锰标准色阶溶液，不同浓度分别为0nM,5nM,10nM,15nM,20nM,25nM,30nM,40nM,50nM,100nM。5.一种权利要求1所述的锰离子比色法检测试剂盒检测锰离子的方法，其特征在于：将醋酸-醋酸钠缓冲溶液加进比色管中，再加入待测样品摇晃混匀，混匀后再加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兆鹏，张耀文，陈令新，张志阳，
申请(专利权)人：中国科学院烟台海岸带研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37