本發(fā)明屬于納米化學(xué)傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種簡(jiǎn)單靈敏的二價(jià)鎳離子比色檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

二價(jià)鎳離子（ni²⁺）屬于過渡族元素，是人體必需的生命元素之一，可以激活人體中的各種酶，參與新陳代謝。然而，ni²⁺具有中等毒性，人體大劑量吸收或者長(zhǎng)期接觸會(huì)引發(fā)嚴(yán)重疾病，如皮膚疾病、肺部感染、惡性腫瘤等。我國(guó)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水中ni²⁺限值為0.02mg/l。為保障人類健康和其他生物的生命安全，對(duì)食物、水和環(huán)境中的痕量ni²⁺進(jìn)行靈敏檢測(cè)意義重大?，F(xiàn)有的ni²⁺檢測(cè)技術(shù)主要包括有分光光度法、原子吸收法、原子發(fā)射光譜法、等離子體質(zhì)譜法、電化學(xué)分析法和液相色譜法等。然而，這些方法要么操作步驟繁瑣費(fèi)時(shí)，不能用于現(xiàn)場(chǎng)分析和即時(shí)檢驗(yàn)（point-of-caretesting），要么檢測(cè)靈敏度有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡(jiǎn)單靈敏的二價(jià)鎳離子比色檢測(cè)方法。

本發(fā)明的思路：含有n原子的低濃度鄰菲羅啉可通過n-au反應(yīng)介導(dǎo)金納米顆粒發(fā)生凝集，導(dǎo)致反應(yīng)溶液發(fā)生由紅變藍(lán)的顏色改變反應(yīng)。而少量的ni²⁺即能通過與n原子配位，高效、特異地與鄰菲羅啉分子生成鄰菲羅啉-ni²⁺配合物，從而抑制上述溶液變色反應(yīng)。金納米顆粒凝集導(dǎo)致反應(yīng)溶液發(fā)生顏色改變的程度反比于樣本中ni²⁺濃度。因此，通過肉眼觀察反應(yīng)溶液的顏色變化即可實(shí)現(xiàn)ni²⁺的簡(jiǎn)單靈敏定性或半定量檢測(cè)。若借助紫外可見分光光度計(jì)則可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)目標(biāo)金屬離子分析物的準(zhǔn)確定量檢測(cè)。

具體步驟為：

步驟一，將ni²⁺樣本溶液與鄰菲羅啉溶液混合，生成鄰菲羅啉-ni²⁺配合物，制得反應(yīng)溶液。

步驟二，向步驟一制得的反應(yīng)溶液中加入金納米顆粒溶液，制得混合溶液，混合溶液中剩余的鄰菲羅啉將介導(dǎo)金納米顆粒凝集，金納米顆粒的凝集程度與ni²⁺樣本溶液中ni²⁺的濃度呈反比，肉眼觀測(cè)該混合溶液的顏色變化進(jìn)行定性或半定量分析，或使用光度計(jì)進(jìn)行定量分析，即實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單靈敏的ni²⁺比色檢測(cè)。

所述金納米顆粒溶液的顏色為紅色。

所述光度計(jì)為臺(tái)式光度計(jì)和便攜式光度計(jì)中的一種。

與現(xiàn)有的ni²⁺檢測(cè)方法相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：

1）整個(gè)ni²⁺分析過程中的操作極為簡(jiǎn)單，未經(jīng)專業(yè)技能培訓(xùn)的操作人員也能開展實(shí)驗(yàn)；2）通過協(xié)同鄰菲羅啉有效介導(dǎo)金納米顆粒凝集反應(yīng)和ni²⁺高效、特異與鄰菲羅啉分子生成鄰菲羅啉-ni²⁺配合物反應(yīng)，顯著提高方法的檢測(cè)靈敏度；3）僅需肉眼觀測(cè)溶液顏色的改變，即可實(shí)現(xiàn)ni²⁺的靈敏定性或半定量分析，或可通過借助便攜式光度計(jì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)分析物的準(zhǔn)確定量檢測(cè)，在極大降低分析成本的同時(shí)還能用于ni²⁺樣本的現(xiàn)場(chǎng)分析和即時(shí)檢測(cè)；4）本發(fā)明可直接推廣應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全等諸多領(lǐng)域里各類型樣本中ni²⁺分析物的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、快速、靈敏、特異的定性與定量檢測(cè)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2中簡(jiǎn)單靈敏的二價(jià)鎳離子比色檢測(cè)方法的原理示意圖。

圖中標(biāo)記：1-1—無色超純水；1-2—鄰菲羅啉；2—檢測(cè)試管；3-1—無色超純水；3-2—ni²⁺；4—鄰菲羅啉-ni²⁺配合物；5-1—紅色溶液；5-2—金納米顆粒；6—肉眼；7—便攜式分光光度計(jì)。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中使用簡(jiǎn)單靈敏的二價(jià)鎳離子比色檢測(cè)方法分別檢測(cè)（a）2μmni²⁺樣本溶液與（b）空白樣（超純水）所得比色結(jié)果的比較。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中使用簡(jiǎn)單靈敏的二價(jià)鎳離子比色檢測(cè)方法分析一系列含有不同濃度ni²⁺的樣本溶液時(shí)在730nm處的吸收強(qiáng)度值（a730）與在520nm處的吸收強(qiáng)度值（a520）的比值（a730/a520）和ni²⁺的濃度值之間的工作曲線。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。

實(shí)施例1:

使用簡(jiǎn)單靈敏的二價(jià)鎳離子比色檢測(cè)方法分別檢測(cè)2μmni²⁺樣本溶液與空白樣（超純水）。

如圖1所示，本實(shí)施例的具體步驟為：步驟一，在1個(gè)1.5ml的塑料檢測(cè)試管中加入150μl2μm的鄰菲羅啉溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制），隨后往該溶液中滴加150μl2μm的ni²⁺樣本溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制的氯化鎳溶液），并搖動(dòng)試管使兩種溶液混合均勻，生成鄰菲羅啉-ni²⁺配合物，制得反應(yīng)溶液；步驟二，在上述反應(yīng)溶液中繼續(xù)加入300μl紅色金納米顆粒溶液（粒徑約13nm，由檸檬酸鈉還原氯金酸制得），并搖動(dòng)試管使溶液混合均勻后，肉眼觀測(cè)溶液的顏色變化。

根據(jù)相同的步驟，分析空白樣，即超純水（電阻率為18.2mω·cm），并肉眼觀測(cè)溶液的顏色變化。從圖2可以看出，檢測(cè)空白樣得到的是藍(lán)色溶液，而檢測(cè)2μm的ni²⁺分析物所得的是紅色溶液。這是因?yàn)闄z測(cè)空白樣時(shí)，含有n原子的鄰菲羅啉分子可以通過n-au反應(yīng)介導(dǎo)金納米顆粒發(fā)生凝集，導(dǎo)致反應(yīng)溶液產(chǎn)生由紅變藍(lán)的顏色變化。而當(dāng)樣本中存在ni²⁺時(shí)，ni²⁺通過與n原子配位，高效、特異地與鄰菲羅啉分子生成鄰菲羅啉-ni²⁺配合物產(chǎn)物。由于該產(chǎn)物不能導(dǎo)致金納米顆粒發(fā)生凝集，整個(gè)反應(yīng)溶液依然保持金納米顆粒溶液的原始紅色。圖2中的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的簡(jiǎn)單靈敏的ni²⁺比色檢測(cè)方法切實(shí)可行。

實(shí)施例2:

使用簡(jiǎn)單靈敏的二價(jià)鎳離子比色檢測(cè)方法分析濃度范圍為465nm~2μm的ni²⁺樣本溶液。具體實(shí)施過程如下：

如圖1所示，本實(shí)施例中每個(gè)ni²⁺樣本溶液分析的具體步驟為：步驟一，在1個(gè)1.5ml的塑料檢測(cè)試管中加入150μl2μm的鄰菲羅啉溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制），隨后往該溶液中滴加150μl某一濃度ni²⁺樣本溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制的氯化鎳溶液），并搖動(dòng)試管使兩種溶液混合均勻，生成鄰菲羅啉-ni²⁺配合物，制得反應(yīng)溶液；步驟二，在上述反應(yīng)溶液中繼續(xù)加入300μl紅色金納米顆粒溶液（粒徑約13nm，由檸檬酸鈉還原氯金酸制得），并搖動(dòng)試管使溶液混合均勻后，肉眼觀測(cè)溶液的顏色變化，并使用便攜式紫外-可見分光光度計(jì)量測(cè)該溶液在520和730nm處的吸收強(qiáng)度值（a520和a730）。將所有樣本這兩個(gè)波長(zhǎng)處的吸收強(qiáng)度值的比值（a730/a520）對(duì)ni²⁺的濃度值作圖（圖3），即可得到ni²⁺的定量測(cè)定工作曲線。

由圖3可知，隨著ni²⁺濃度的增加，相應(yīng)的a730/a520比值逐漸降低。這是因?yàn)?，?dāng)樣本中ni²⁺濃度較大時(shí)，分析物可以高效、特異地與較多的鄰菲羅啉分子生成鄰菲羅啉-ni²⁺配合物產(chǎn)物。此時(shí)，剩余的鄰菲羅啉分子不足以通過n-au反應(yīng)介導(dǎo)金納米顆粒發(fā)生凝集，含有較多自由分散的金納米顆粒的相應(yīng)混合溶液在730nm處的吸收強(qiáng)度值，即a730值較??；而其在520nm處的吸收強(qiáng)度值，即a520值則較大。此外，圖3顯示，新方法量測(cè)所有鎳離子樣本所得a730/a520比值與ni²⁺濃度在濃度范圍465nm~2μm內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。