一种汞离子检测试剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种汞离子检测试剂及其制备方法和应用，该检测试剂包括纳米金颗粒溶液和二硫苏糖醇溶液。其制备方法是将二硫苏糖醇溶液加入到纳米金颗粒溶液中，避光振荡，离心重溶，得到检测试剂。本发明专利技术检测试剂具有灵敏度高、选择性好、特异性强、对环境无害等优点，对汞离子的检测范围宽、检测下限低，其中检出限为0.024μM，能够满足国家标准的标准限值，其制备方法工艺简单、操作方便。本发明专利技术检测试剂能够用于定性和定量检测汞离子，不需要特殊昂贵的仪器，具有工艺简单、操作方便、简单快速、检测条件温和、易于控制、成本低廉等优点，对汞离子具有检测灵敏度高、检测选择性好、检测特异性强等优势，有着很好的使用价值和应用前景。

A mercury ion detection reagent and its preparation method and Application

The invention discloses a mercury ion detection reagent and a preparation method and application thereof. The detection reagent comprises nano gold particle solution and dithiothreotol solution. The preparation method is that dithiothreotol solution is added into nano-gold particle solution, shaking away light, centrifugal resolving, and the detection reagent is obtained. The detection reagent of the invention has the advantages of high sensitivity, good selectivity, strong specificity and no harm to the environment. The detection range of mercury ion is wide and the detection lower limit is low. The detection limit is 0.024 ugM, which can meet the standard limit of the national standard. The preparation method is simple and easy to operate. The detection reagent of the invention can be used for the qualitative and quantitative detection of mercury ions without special expensive instruments. It has the advantages of simple process, convenient operation, simple and fast, mild detection conditions, easy control and low cost, and has the advantages of high detection sensitivity, good detection selectivity and strong detection specificity for mercury ions. It has good use value and application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种汞离子检测试剂及其制备方法和应用
本专利技术属于环境化学
，涉及一种汞离子检测试剂及其制备方法和应用。
技术介绍
血液和组织中的汞均可与蛋白质及酶系统中的巯基结合，抑制其功能，甚至使其失活，例如与含巯基的硫辛酸、泛酰硫氢乙胺与辅酶A等结合，影响大脑丙酮酸的代谢。汞作用于还原型谷胱甘肽，损害其氧化还原功能。体内有较多的非功能性巯基，构成球蛋白的疏水部分，如果与汞结合则体积缩减，整个分子扭曲变形，使酶失去活性。高浓度的汞还可与酶中的氨基、羟基、磷酰基、羧基等结合，引起相应的损害。汞可通过钙离子而激活细胞内的磷脂酶，分解细胞内的磷脂，生成花生四烯酸与氧自由基等而损害其功能。汞与体内蛋白结合后可由半抗原成为抗原，引起变态反应，出现肾病综合征；高浓度的汞还可直接引起肾小球免疫损伤。汞能抑制T细胞，导致自体免疫性损害。此外，汞接触者的淋巴细胞微核率与染色体畸变率都增加。汞减少卵巢激素分泌，可致月经紊乱和妊娠异常。因此，建立一种能快速高效检测汞离子含量的方法显得尤为重要。目前，对于汞离子(Hg2+)的检测方法有微生物检测法、免疫检测法(酶联免疫分析法、荧光免疫分析法)、电化学检测法、电感耦合等离子体法(IC-MS)、原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)等。微生物检测法在大批样品同时分析中具有较大优势，其优点为操作简单、经济实用、具有一定的灵敏度，但此方法只能对具有生物活性的物质进行检测，并且分析耗时长、专一性差。电化学测定方法也有电极制作成本较高等限制，免疫检测法、电感耦合等离子体法(IC-MS)、原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)检测程序较复杂且对实验人员能力要求较高，不易在检测Hg2+领域推广，这些问题的存在使得现有检测方法仍然不能满足实际需求。另外，现有检测方法中仍然存在检测灵敏度差、操作困难、检测成本高、检测条件苛刻且难以控制、容易造成环境污染等问题。因此，如何克服现有技术中存在的上述缺点和不足，获得一种灵敏度高、选择性好、特异性强、对环境无害的汞离子检测试剂以及工艺简单、操作方便、简单快速、检测条件温和、易于控制、成本低廉的汞离子检测方法，对于快速高效检测汞离子的含量具有较高科学价值和实用价值，这也是本领域亟需解决的技术难点之一。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种灵敏度高、选择性好、特异性强、对环境无害的汞离子检测试剂，还提供了一种工艺简单、操作方便的汞离子检测试剂的制备方法，同时该提供了一种汞离子检测试剂在检测汞离子中的应用，该应用方法不需要特殊昂贵的仪器，具有工艺简单、操作方便、简单快速、检测条件温和、易于控制、成本低廉等优点，对汞离子具有检测灵敏度高、检测选择性好、检测特异性强等优势。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种汞离子检测试剂，包括纳米金颗粒溶液和二硫苏糖醇溶液。上述的汞离子检测试剂，进一步改进的，所述纳米金颗粒溶液的初始浓度为2nM～3nM；所述二硫苏糖醇溶液的初始浓度为20mM。上述的汞离子检测试剂，进一步改进的，所述纳米金颗粒溶液中纳米金颗粒的粒径为13nm～15nm。上述的汞离子检测试剂，进一步改进的，所述二硫苏糖醇溶液和所述纳米金颗粒溶液的体积比为1∶200～1∶300；所述检测试剂的pH值为6～7。作为一个总的技术构思，本专利技术提供了一种上述的汞离子检测试剂的制备方法，包括以下步骤：将二硫苏糖醇溶液加入到纳米金颗粒溶液中，在避光条件下振荡，离心重溶，得到汞离子检测试剂。上述的制备方法，进一步改进的，所述振荡的时间为0.5h～3h；所述离心重溶中采用PBS缓冲溶液；所述PBS缓冲溶液的浓度为10mM～20mM；所述离心重溶在转速为10000r/min～15000r/min的条件下进行；所述离心重溶的次数为3次～5次。作为一个总的技术构思，本专利技术提供了一种上述的汞离子检测试剂或上述的制备方法制得的汞离子检测试剂在检测汞离子中的应用，包括以下步骤：将待测溶液加入到汞离子检测试剂中进行反应，完成对待测溶液中汞离子的定量和/或定性检测。上述的应用，进一步改进的，所述反应的温度为15℃～40℃；所述时间为0～24min；所述反应过程中体系pH值为4～9。上述的应用，进一步改进的，所述定性检测的方法为以下任意一种方法：方法一：所述反应完成后，根据反应前后反应体系中吸光度的变化定性判断待测溶液中是否含有汞离子，当待测溶液中含有汞离子且汞离子含量高于0.024μM时，纳米金颗粒在525nm处的吸收峰发生红移；当待测溶液中不含有汞离子或汞离子含量低于0.024μM时，纳米金颗粒在525nm处的吸收峰不发生红移；方法二：所述反应完成后，根据反应前后反应体系中颜色的变化定性判断待测溶液中是否含有汞离子，当待测溶液中含有汞离子且汞离子含量高于0.024μM时，随着汞离子的浓度逐渐升高，反应体系的颜色由蓝色逐渐变为深紫色、浅紫色、红色；当待测溶液中不含有汞离子或汞离子含量低于0.024μM时，反应体系的颜色为蓝色；方法三：所述反应完成后，根据所得反应体系在紫外可见吸收光谱中650nm及525nm处吸光度的比值A650/A525变化定性判断待测溶液中是否含有汞离子，当待测溶液中含有汞离子且汞离子含量高于0.024μM时，A650/A525小于1.159；当待测溶液中不含有汞离子或汞离子含量低于0.024μM时，A650/A525大于1.159。上述的应用，进一步改进的，所述定量检测的方法为：所述反应完成后，测定所得反应产物体系在紫外可见吸收光谱中650nm及525nm处吸光度的比值A650/A525，根据线性回归方程计算待测溶液中汞离子的浓度；所述线性回归方程为：y＝-1.92567x+1.28502(1)；所述线性回归方程为：y＝-0.04981x+0.4166(2)；式(1)和式(2)中，y为紫外可见吸收光谱中650nm和525nm处吸光度的比值A650/A525，x为待测溶液中汞离子的含量，单位为μM；所述线性回归方程(1)和(2)对应的相关系数分别为0.9845和0.9986；所述线性回归方程(1)和(2)对应的汞离子线性检测范围分别为0.1μM～0.5μM和0.5μM～5μM，检出限为0.024μM。本专利技术中，所述纳米金颗粒溶液的制备方法包括以下步骤：将氯金酸溶液在沸腾状态下搅拌1min～2min，再快速加入柠檬酸三钠溶液，直至所得溶液颜色由初始的淡黄色转为清亮酒红色时停止加热，继续搅拌15min～20min，得到纳米金颗粒溶液。本专利技术的创新点在于：本专利技术提供了一种汞离子检测试剂，采用纳米金颗粒、二硫苏糖醇构成反应体系，其中二硫苏糖醇分子上含有两个巯基(-SH)，巯基可以通过配体交换反应和纳米金颗粒表面连接，即二硫苏糖醇含有的两个巯基可以通过交联的方式把纳米金颗粒连接在一起从而导致纳米金颗粒表面的电子发生集体振荡，从而引起520nm处的表面等离子体共振吸收峰发生红移，红移到525nm处，纳米金颗粒聚集，溶液由清亮的酒红色变成蓝色。另一方面，Hg2+具有亲硫性，当Hg2+加入检测溶液中，由于汞离子的亲硫性，二硫苏糖醇分子上的巯基更倾向于与汞离子发生反应，二硫苏糖醇离开纳米金表面，引起纳米金的再分散，溶液由蓝色变为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汞离子检测试剂，其特征在于，包括纳米金颗粒溶液和二硫苏糖醇溶液。

【技术特征摘要】
1.一种汞离子检测试剂，其特征在于，包括纳米金颗粒溶液和二硫苏糖醇溶液。2.根据权利要求1所述的汞离子检测试剂，其特征在于，所述纳米金颗粒溶液的初始浓度为2nM～3nM；所述二硫苏糖醇溶液的初始浓度为20mM。3.根据权利要求2所述的汞离子检测试剂，其特征在于，所述纳米金颗粒溶液中纳米金颗粒的粒径为13nm～15nm。4.根据权利要求1～3中任一项所述的汞离子检测试剂，其特征在于，所述二硫苏糖醇溶液和所述纳米金颗粒溶液的体积比为1∶200～1∶300；所述检测试剂的pH值为6～7。5.一种如权利要求1～4中任一项所述的汞离子检测试剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将二硫苏糖醇溶液加入到纳米金颗粒溶液中，在避光条件下振荡，离心重溶，得到汞离子检测试剂。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述振荡的时间为0.5h～3h；所述离心重溶中采用PBS缓冲溶液；所述PBS缓冲溶液的浓度为10mM～20mM；所述离心重溶在转速为10000r/min～15000r/min的条件下进行；所述离心重溶的次数为3次～5次。7.一种如权利要求1～4中任一项所述的汞离子检测试剂或权利要求5或6所述的制备方法制得的汞离子检测试剂在检测汞离子中的应用，其特征在于，包括以下步骤：将待测溶液加入到汞离子检测试剂中进行反应，完成对待测溶液中汞离子的定量和/或定性检测。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述反应的温度为15℃～40℃；所述时间为0～24min；所述反应过程中体系pH值为4～9。9.根据权利要求7或8所述的应用，其特征在于，所述定性检测的方法为以下任意一种方法：方法一：所述反应完成后，根据反应前后反应体系中吸光度的变化定性判断待测溶液中是否含有汞离子，当待测溶液中含有汞离子且汞离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘希贵，黄丹莲，赖萃，许飘，曾光明，秦蕾，易欢，柳诗语，张玉锦，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43