基于pH计的银离子检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于pH计的银离子检测方法。该方法通过将Ag

Silver ion detection method based on pH meter

The invention discloses a silver ion detection method based on a pH meter. The method is implemented by incorporating Ag

【技术实现步骤摘要】
基于pH计的银离子检测方法
本专利技术属于重金属离子化学传感检测
，具体涉及一种基于pH计的银离子检测方法。
技术介绍
银离子（Ag+）广泛应用于摄影、影像、电器、医药等领域。但Ag+能通过食物链富集于人体，高浓度此种重金属离子能破坏酶的活性，并可与各种代谢物的胺类、咪唑类、羧基等功能基团结合，严重影响、损害人类的健康，甚至导致死亡。目前传统的Ag+定量检测方法主要包括原子及紫外吸收光谱法、荧光光谱法、质谱法、电化学生物传感法、离子选择性电极法等。然而，这些基于光谱仪、质谱仪和电化学工作站的方法对操作人员要求较高的专业技能，特别是所使用的仪器价格昂贵且体积庞大，导致分析成本较高，且不能用于现场分析及即时检测（Point-of-CareTesting）。利用选择性电极的Ag+定量检测方法尽管具有操作简单、成本相对经济等优点，但其主要不足在于检测灵敏度（μM水平）较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于pH计的银离子检测方法。本专利技术的思路：使用廉价的pH计（即酸度计）代替光谱仪、质谱仪、电化学工作站等价格昂贵的分析仪器进行信号读取，降低定量分析的成本；同时，使用具有较大比表面积的超顺磁性微米或纳米颗粒固定葡萄糖氧化酶，结合Ag+可高效抑制葡萄糖氧化酶-葡萄糖生物催化反应，从而实现目标重金属离子的高灵敏度定量检测。具体步骤为：步骤一，将Ag+样本溶液与葡萄糖氧化酶标记的超顺磁性微米或纳米颗粒悬浊液混合，Ag+将结合到葡萄糖氧化酶的催化活性中心上，制得混合物溶液。步骤二，向步骤一制得的混合物溶液中加入葡萄糖底物溶液，发生葡萄糖氧化酶-葡萄糖生物催化反应，制得超顺磁性微米或纳米颗粒复合物，随后磁场下分离、富集超顺磁性微米或纳米颗粒复合物至混合物溶液的下层，混合物溶液的上层即为含有葡萄糖的上清液。步骤三，将步骤二制得的含有葡萄糖的上清液转移到氯化钾水溶液中，制得混合溶液，并使用pH计测量混合溶液的pH值，由于Ag+能抑制葡萄糖氧化酶-葡萄糖生物催化反应，所测得pH值的大小与样本中Ag+的浓度呈负相关，即完成基于pH计的Ag+定量检测。所述pH计为台式pH计、便携式pH计和便携式pH笔中的一种。与现有的Ag+定量检测方法相比，本专利技术的突出优点在于：1）Ag+检测过程极为简单，未经专业训练的操作人员也能开展实验；2）使用价格低廉的pH计进行信号读取，极大降低分析成本，若使用便携式pH计或pH笔还能实现样本的现场分析和即时检测；3）通过使用超顺磁性微米或纳米颗粒增加葡萄糖氧化酶的固定化量，着重协同Ag+对葡萄糖氧化酶-葡萄糖生物催化反应的高效抑制作用，显著提高检测灵敏度（nM水平）；4）新方法可直接推广应用于环境监测、食品安全、医学研究等领域里各种样本中Ag+分析物的定量检测，具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1和实施例2中基于pH计的银离子检测方法的原理示意图。图中标记：1—小检测试管；2—超纯水；3—葡萄糖氧化酶标记的超顺磁性纳米颗粒；3-1—超顺磁性纳米颗粒；3-2—葡萄糖氧化酶；4—银离子分析物；5—葡萄糖；6—葡萄糖酸；7—过氧化氢；8—磁铁；9—含有葡萄糖的上清液；10—大检测试管；11—氯化钾水溶液；12—便携式pH计。图2为本专利技术实施例1中使用基于pH计的银离子检测方法分析2000nM的Ag+样本溶液时所得pH值与空白样（超纯水）所得pH值的比较。图3为本专利技术实施例2中使用基于pH计的银离子检测方法分析一系列不同浓度的Ag+样本溶液时所得pH值与实施例1检测空白样（超纯水）所得pH值的pH差值（∆pH）与Ag+浓度值（CAg+）之间的工作曲线。具体实施方式以下实施例将对本专利技术予以进一步的说明，但并不因此而限制本专利技术。实施例1:使用基于pH计的银离子检测方法分析2000nM的Ag+样本溶液和空白样品（超纯水）。具体实施过程如下：如图1所示，本实施例的具体步骤为：步骤一，依次往1.5mL的塑料检测试管中加入50μL1mg/mL葡萄糖氧化酶标记的超顺磁性Fe3O4@SiO2核壳纳米颗粒（粒径约为100nm）悬浊液（由电阻率为18.2MΩ·cm的超纯水悬浮）和50μL2000nM的硝酸银（AgNO3）水溶液，轻微震荡混匀后置于37℃反应50min，制得混合物溶液；步骤二，继续往上述混合物溶液中加入100μL50mM的葡萄糖水溶液（由电阻率为18.2MΩ·cm的超纯水配制），轻微震荡混匀后置于37℃反应1h，制得超顺磁性纳米颗粒复合物，随后磁场下分离、富集超顺磁性纳米颗粒复合物至混合物溶液的下层，混合物溶液的上层即为含有葡萄糖的上清液；步骤三，将含有葡萄糖的上清液移入含有1mL2.5mM氯化钾水溶液的10mL塑料检测试管中，并使用便携式pH计（酸度计）测量混合溶液的pH值，获得信号pH值，即完成基于pH计的银离子定量检测。根据相同的步骤，检测分析空白样，即超纯水（电阻率为18.2MΩ·cm），并使用pH计量测最终混合溶液的pH值，得到空白样的pH值。从图2可以看出，与检测空白样所得的pH值相比，检测2000nM的Ag+样本溶液所得的pH值要明显大得多。这是因为当空白样中不存在Ag+时，标记在超顺磁性Fe3O4@SiO2核壳纳米颗粒表面的葡萄糖氧化酶可催化葡萄糖生成大量的葡萄糖酸和过氧化氢，而这两种酶催化产物在溶液中电离后将产生大量H+离子，从而导致混合产物溶液的pH值很小。另一方面，当检测2000nM的Ag+样本溶液时，Ag+将结合到标记在超顺磁性Fe3O4@SiO2核壳纳米颗粒表面的葡萄糖氧化酶的催化活性中心。由于Ag+对葡萄糖氧化酶-葡萄糖生物催化反应的高效抑制作用，没有葡萄糖酸和过氧化氢产物生成，故最终溶液的pH值很大。图2中的对比实验结果表明，基于廉价的便携式pH计的银离子检测方法切实可行。实施例2:使用基于pH计的银离子检测方法分析浓度范围为31.3~2000nM的Ag+样本溶液。具体实施过程如下：如图1所示，分析本实施例中每个Ag+样本溶液的具体步骤为：步骤一，依次往1.5mL的塑料检测试管中加入50μL1mg/mL的葡萄糖氧化酶标记的超顺磁性Fe3O4@SiO2核壳纳米颗粒（粒径约为100nm）悬浊液（由电阻率为18.2MΩ·cm的超纯水悬浮）和50μL某一浓度硝酸银（AgNO3）水溶液，轻微震荡混匀后置于37℃反应50min，制得混合物溶液；步骤二，继续往上述混合物溶液中加入100μL50mM的葡萄糖水溶液（由电阻率为18.2MΩ·cm的超纯水配制），轻微震荡混匀后置于37℃反应1h，制得超顺磁性纳米颗粒复合物，随后磁场下分离、富集超顺磁性纳米颗粒复合物至混合物溶液的下层，混合物溶液的上层即为含有葡萄糖的上清液；步骤三，将上清液（含有葡萄糖酸和过氧化氢混合产物）移入含有1mL2.5mM氯化钾水溶液的10mL塑料检测试管中，最后使用便携式pH计（酸度计）量测混合溶液的pH值，获得信号pH值，即完成基于pH计的银离子定量检测。将所有Ag+样本溶液的信号pH值分别减去实施例1中检测空白样所得空白pH值的pH改变值（∆pH）对Ag+浓度值（CAg+）作图（图3），即完成基于pH计的银离子定量检测。由图3可知，随着Ag+浓度的增加，相应的∆pH值逐渐增大。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于pH计的银离子检测方法，其特征在于具体步骤为：步骤一，将Ag

【技术特征摘要】
1.一种基于pH计的银离子检测方法，其特征在于具体步骤为：步骤一，将Ag+样本溶液与葡萄糖氧化酶标记的超顺磁性微米或纳米颗粒悬浊液混合，Ag+将结合到葡萄糖氧化酶的催化活性中心上，制得混合物溶液；步骤二，向步骤一制得的混合物溶液中加入葡萄糖底物溶液，发生葡萄糖氧化酶-葡萄糖生物催化反应，制得超顺磁性微米或纳米颗粒复合物，随后磁场下分离、富集超顺磁性微米或纳米颗粒复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，聂瑾芳，杨佳妮，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45