專利名稱：以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以納米金為顯色探針的硫氰酸根離子快速含量測定方法，屬于分析化學(xué)和納米技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
納米金由于其易于制備和生物功能化、優(yōu)良的生物穩(wěn)定性和獨(dú)特的光譜特性已受到廣泛的關(guān)注。納米金的表面等離子吸收帶位于電磁波譜的可見光區(qū)，并受納米聚集體的形貌的影響。典型的膠體納米金為酒紅色，而它們的聚集體則呈現(xiàn)紫色或藍(lán)色，這是由于納米金的表面等離子吸收帶向長波長移動所致?；诩{米金聚集過程中顏色變化這一原理的方法已被廣泛地應(yīng)用于檢測細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA、金屬離子和小分子等。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，納米金的聚集過程受許多外部因素的影響，因此會產(chǎn)生假陽性信號而得到不正確的結(jié)果。為了獲得較高的選擇性及準(zhǔn)確性，基于抗聚集或再分散的納米金的顯色方法成為一個(gè)很好的選擇。硫氰酸鹽(SCN_)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥，染色，照相等行業(yè)中。由于其產(chǎn)生的劇毒性化學(xué)成分(例如CN'CNCl)會造成嚴(yán)重的環(huán)境(尤其是水生環(huán)境)危害，因此測定硫氰酸鹽具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，硫氰酸鹽的檢測方法主要包括原子吸收分光光度法，電化學(xué)分析法，氣相色譜法，毛細(xì)管電泳法，膠束電動毛細(xì)管色譜法，離子色譜法等。然而，這些方法檢測過程相對復(fù)雜、費(fèi)時(shí)、昂貴并會涉及到一些有害試劑。本發(fā)明直接以檸檬酸鈉還原法制備的納米金作為顯色探針，利用硫氰酸鹽能選擇性阻止金納米粒子聚集的特性(即抗聚集性)，提供了一種快速、安全、簡便、靈敏的硫氰酸鹽檢測新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是以檸檬酸鈉還原法制備的納米金為顯色探針，提供了一種快速、安全、簡便、靈敏的硫氰酸鹽檢測新方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的一種以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是利用硫氰酸鹽能選擇性阻止納米金在酸性溶液中產(chǎn)生聚集的特性，而表現(xiàn)出溶液顏色和紫外吸收光譜特征的變化，來測定硫氰酸鹽濃度。所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特點(diǎn)是利用目視觀察溶液顏色的變化特征以判斷硫氰酸鹽的濃度。所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特點(diǎn)是利用溶液紫外吸收光譜的吸光度比值A(chǔ)7ticZA52tl以判斷硫氰酸鹽的濃度。所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特點(diǎn)是所使用的納米金采用檸檬酸鈉還原氯金酸的方法制備，將I毫升0.1 g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加熱煮沸后迅速加入3毫升0.1 g/L的檸檬酸三鈉溶液，反應(yīng)溶液從淺黃色變成酒紅色，繼續(xù)回流15分鐘后，將反應(yīng)溶液自然冷卻至室溫而形成納米金。所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特點(diǎn)是按體積比5:1將納米金溶液和含不同濃度硫氰酸鹽溶液混合，加入0.2毫升硫酸溶液使混合后溶液中硫酸終濃度為8 mmol/L, 30°C放置5_8分鐘，目視觀察顏色特征或測定吸光度比值K1Jk520,當(dāng)目視觀察顏色特征時(shí)隨著硫氰酸鹽濃度的增大，納米金的顏色逐漸由藍(lán)色變?yōu)樽仙?紫紅色-紅色，目視觀察的檢測限為I U mol/L ;當(dāng)測定吸光度比值A(chǔ)7tltlA52tl時(shí)，隨著硫氰酸鹽濃度的增大而吸光度比值A(chǔ)7(l(l/A52(^漸增大，在2.5 2 u mol/L范圍內(nèi)A A7(l(l/A52(l與硫氰酸鹽濃度呈線性關(guān)系，檢測限為0.14 y mol/L。所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特點(diǎn)是所使用的納米金粒徑為13 nm,濃度為3.2 nmol/L。所述的以金納米粒子為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特點(diǎn)是按體積比5:1將納米金溶液和含不同濃度的待測樣品硫氰酸鹽溶液混合，加入0.2毫升硫酸溶液使混合后溶液中硫酸終濃度為8 mm0l/L，3(TC放置5分鐘，目視觀察顏色特征或測定吸光度比值A(chǔ)7tltlA52tl以判斷硫氰酸鹽的濃度。所述的以金納米粒子為顯色探針的硫氰酸鹽快 速測定方法，其特點(diǎn)是硫氰酸鹽溶液和納米金溶液的體積優(yōu)選為0.05毫升和0.25毫升。本發(fā)明所述的一種以納米金為顯色探針快速測定水樣中硫氰酸鹽的方法，包括如下步驟:10毫升的水樣中加入乙二胺四乙酸使混合后溶液中乙二胺四乙酸終濃度為Immol/L,經(jīng)0.22 Um濾膜過濾后，得樣品溶液；在0.25毫升納米金中加入0.05毫升上述樣品溶液及0.2毫升硫酸使混合后溶液中硫酸終濃度為8 mm0l/L，3(TC放置5分鐘，然后目視觀察顏色變化或測定吸光度比值A(chǔ)7JA520,根據(jù)溶液顏色與比色標(biāo)準(zhǔn)系列比較或通過吸光度比值標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量，獲得水樣中的硫氰酸根離子含量。所述的以納米金為顯色探針快速測定水樣中硫氰酸鹽的方法，其特點(diǎn)是所使用的納米金采用如下的檸檬酸鈉還原氯金酸的方法制備，將I毫升0.1 g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加熱煮沸后迅速加入3毫升0.1 g/L的檸檬酸三鈉溶液，反應(yīng)溶液從淺黃色變成酒紅色，繼續(xù)回流15分鐘后，將反應(yīng)溶液自然冷卻至室溫而形成納米金。具體地說，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
(一)納米金的制備:
以下過程中使用的所有玻璃器皿均經(jīng)過王水浸泡，并用雙蒸水徹底清洗，晾干。納米金的制備方法為:I毫升0.1 g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加熱煮沸后迅速加入3毫升0.1 g/L的檸檬酸三鈉溶液，反應(yīng)溶液由從淺黃色變成酒紅色，繼續(xù)回流15分鐘后，將反應(yīng)溶液自然冷卻至室溫。所得的納米金粒徑為13 nm，濃度約為3.2 nmol/L,4 V保存。(二)硫氰酸鹽的測定
0.05毫升硫氰酸鹽樣品溶液中加入0.25毫升步驟(一)制備的納米金溶液，然后加入
0.20毫升20 mmol/L硫酸(混合溶液中硫酸的終濃度為8 mmol/L)，混合均勻后在30°C放置5分鐘，目視觀察顏色的變化或測定700 nm與520 nm波長處的吸光度比值(A7Q(I/A52Q)。根據(jù)溶液顏色與比色標(biāo)準(zhǔn)系列比較或通過吸光度比值標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。目視觀察的檢測限為I ymol/L，吸光度比值測定的檢測限為0.14 ii mol/L。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明基于硫氰酸鹽能阻止納米金在酸性溶液中產(chǎn)生聚集，從而表現(xiàn)出溶液顏色和紫外吸收光譜特征的變化，可以直接用于硫氰酸鹽的含量檢測。(2)本發(fā)明所使用的納米金直接由檸檬酸鈉還原氯金酸得到，無需進(jìn)行進(jìn)一步的修飾，制備過程簡單快速。(3)本發(fā)明對樣品的處理要求低，抗干擾性好，水樣中僅需加入乙二胺四乙酸即可進(jìn)行測定。(4)本發(fā)明的檢測速度快，可以在5分鐘內(nèi)完成實(shí)際水樣的預(yù)處理和檢測。(5)本發(fā)明的檢測靈敏度高，通過肉眼觀察顏色變化的檢測限為I ymol/L，吸光度比值測定的檢測限為0.14 y mol/L。


圖1為8 mmol/L硫酸存在條件下納米金的紫外吸收光譜圖。圖2為8 mmol/L硫酸存在條件下納米金與硫氰酸鹽作用后的紫外吸收光譜圖。圖3為不同聚集誘導(dǎo)劑作用下納米金與硫氰酸鹽作用后的吸光度比值圖。圖4為不同濃度硫酸存在條件下納米金與硫氰酸鹽作用后的吸光度比值圖。

圖5為8 mmol/L硫酸存在條件下納米金與不同濃度硫氰酸鹽作用后的吸光度比值隨時(shí)間的變化圖。圖6為8 mmol/L硫酸存在條件下納米金與不同濃度硫氰酸鹽作用后的顏色變化圖。具體顏色變化從左到右顯示為，當(dāng)不含硫氰酸鹽時(shí)，溶液顯藍(lán)色；硫氰酸鹽濃度為Iy mol/L時(shí)，溶液顯紫色；硫氰酸鹽濃度為1.5 U mol/L時(shí)，溶液顯紫紅色；硫氰酸鹽濃度為2 y mol/L時(shí)，溶液顯紅色。圖7為8 mmol/L硫酸存在條件下納米金與不同濃度硫氰酸鹽作用后的吸光度比值變化圖。圖8為8 mmol/L硫酸存在條件下八么7(|(|/^52(|(空白對照組47(|(|/^52(|減去實(shí)驗(yàn)組八7(|(|/A520)與硫氰酸鹽濃度的線性關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:1毫升0.1 g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加熱煮沸后迅速加入3毫升
0.1 g/L的檸檬酸三鈉溶液，反應(yīng)溶液從淺黃色變成酒紅色，繼續(xù)回流15分鐘后，將反應(yīng)溶液慢慢冷卻至室溫。所得的納米金粒徑為13 nm，濃度約為3.2 nmol/L,4 °C保存。以上過程中使用的所有玻璃器皿均經(jīng)過王水浸泡，并用雙蒸水徹底清洗，晾干。實(shí)施例2:
在0.25毫升實(shí)施例1制得的納米金中加入0.05毫升蒸餾水及0.2毫升硫酸(混合后溶液中硫酸終濃度為8 mmOl/L)，30°C放置5分鐘。納米金顏色由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色，吸光度比值(a7CICI/a52CI)增大(見圖1)。實(shí)施例3:
在0.25毫升實(shí)施例1制得的納米金中加入0.05毫升硫氰酸鹽溶液(混合后溶液中硫氰酸鹽終濃度為2 U mol/L)及0.2毫升硫酸(混合后溶液中硫酸終濃度為8 mmol/L), 30°C放置5分鐘。納米金顏色基本保持不變，吸光度比值(A7ticiA52tl)較實(shí)施例2的吸光度比值小(見圖2)。實(shí)施例4:
在0.25毫升實(shí)施例1制得的納米金中加入0.05毫升硫氰酸鹽溶液(混合后溶液中硫氰酸鹽終濃度為2 u mol/L)及0.2毫升不同的聚集誘導(dǎo)劑(硫酸、硝酸、磷酸、鹽酸、乙酸、氯化鈉)(混合后溶液中聚集誘導(dǎo)劑終濃度均為8 mmol/L)，3(TC放置5分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)7tltlA52tl。空白對照組以蒸餾水代替硫氰酸鹽溶液。如圖3所示，由硫氰酸鹽所引起的A A700/A520 (空白對照組A7(i(i/A52(i減去實(shí)驗(yàn)組A7(i(i/A52(i)在硫酸溶液中達(dá)到最大。實(shí)施例5:
在0.25毫升實(shí)施例1制得的納米金中加入0.05毫升硫氰酸鹽溶液(混合后溶液中硫氰酸鹽終濃度為2 u mol/L)及0.2毫升不同濃度(混合后溶液中硫酸終濃度為0-10 mmol/L)硫酸，30°C放置5分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)7(i(i/A52(i?？瞻讓φ战M以蒸餾水代替硫氰酸鹽溶液。如圖4所示，AK1Jk520在硫酸終濃度為8 mmol/L時(shí)達(dá)到最大。實(shí)施例6:
在0.25毫升實(shí)施例1制得的納米金中加入0.05毫升硫氰酸鹽溶液(混合后溶液中硫氰酸鹽終濃度分別為0、1、2 u mol/L)及0.2毫升硫酸(混合后溶液中硫酸終濃度為8mm0l/L)，3(TC放置0.5-8分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)7(i(i/A52(i?？瞻讓φ战M以蒸餾水代替硫氰酸鹽溶液。如圖5所示，吸光度比值A(chǔ)7(i(i/A52(i均在5分鐘后達(dá)到最大。實(shí)施例7:
在0.25毫升實(shí)施例1制得 的納米金中加入0.05毫升不同濃度的硫氰酸鹽溶液及0.2毫升硫酸(混合后溶液中硫酸終濃度為8 mmOl/L)，30°C放置5分鐘，目視觀察顏色的變化，結(jié)果如圖6所示。當(dāng)不含硫氰酸鹽時(shí)，溶液顯藍(lán)色；硫氰酸鹽濃度為I umol/L時(shí)，溶液顯紫色；硫氰酸鹽濃度為1.5 U mol/L時(shí)，溶液顯紫紅色；硫氰酸鹽濃度為2 y mol/L時(shí)，溶液顯紅色。實(shí)施例8:
在0.25毫升實(shí)施例1制得的納米金中加入0.05毫升不同濃度的硫氰酸鹽溶液及0.2毫升硫酸(混合后溶液中硫酸終濃度為8 mm0l/L)，3(TC放置5分鐘，測定吸光度比值A(chǔ)7tltl/A52。。如圖7所示，吸光度比值A(chǔ)7tltlA52ci隨硫氰酸鹽濃度的增大而減小，在0.25^2 u mol/L范圍內(nèi)AA7tltlA52tl與硫氰酸鹽濃度呈線性關(guān)系(見圖8)，檢測限為0.14 umol/L。實(shí)施例9:
10毫升的水樣中加入乙二胺四乙酸(混合后溶液中乙二胺四乙酸終濃度為I mmoI/L)，經(jīng)0.22 um濾膜過濾后，得樣品溶液。在0.25毫升實(shí)施例1制得的納米金中加入0.05毫升上述樣品溶液及0.2毫升硫酸(混合后溶液中硫酸終濃度為8 mm0l/L)，3(TC放置5分鐘，目視觀察顏色的變化或測定吸光度比值K7Jk5200結(jié)合實(shí)施例8計(jì)算水樣中硫氰酸鹽的含量，樣品的測定回收率為94.89T101.3%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6-3.2%。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改，等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是利用硫氰酸鹽能選擇性阻止納米金在酸性溶液中產(chǎn)生聚集的特性，而表現(xiàn)出溶液顏色和紫外吸收光譜特征的變化，來測定硫氰酸鹽濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是利用目視觀察溶液顏色的變化特征以判斷硫氰酸鹽的濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是利用溶液紫外吸收光譜的吸光度比值A(chǔ)7ticZA52tl以判斷硫氰酸鹽的濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是所使用的納米金采用檸檬酸鈉還原氯金酸的方法制備，將I毫升0.1 g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加熱煮沸后迅速加入3毫升0.1 g/L的檸檬酸三鈉溶液，反應(yīng)溶液從淺黃色變成酒紅色，繼續(xù)回流15分鐘后，將反應(yīng)溶液自然冷卻至室溫而形成納米金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是按體積比5:1將納米金溶液和含不同濃度硫氰酸鹽溶液混合，加入0.2毫升硫酸溶液使混合后溶液中硫酸終濃度為8 mm0l/L，3(TC放置5_8分鐘，目視觀察顏色特征或測定吸光度比值A(chǔ)7tltZA52tl,當(dāng)目視觀察顏色特征時(shí)隨著硫氰酸鹽濃度的增大，納米金的顏色逐漸由藍(lán)色變?yōu)樽仙?紫紅色-紅色，目視觀察的檢測限為I U mol/L ;當(dāng)測定吸光度比值A(chǔ)7tltlA52tlW，隨著硫氰酸鹽濃度的增大而吸光度比值~(|(|/ 2(|逐漸增大，在2.5 2 umol/L范圍內(nèi)AA7tltl/A520與硫氰酸鹽濃度呈線性關(guān)系，檢測限為0.14 u mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是所使用的納米金粒徑為13 nm,濃度為3.2 nmol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的以金納米粒子為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是按體積比5:1將納米金溶液和含不同濃度的待測樣品硫氰酸鹽溶液混合，加入0.2毫升硫酸溶液使混合后溶液中硫酸終濃度為8 mm0l/L，3(TC放置5分鐘，目視觀察顏色特征或測定吸光度比值A(chǔ)7JA520以判斷硫氰酸鹽的濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的以金納米粒子為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法，其特征是硫氰酸鹽溶液和納米金溶液的體積優(yōu)選為0.05毫升和0.25毫升。
9.一種以納米金為顯色探針快速測定水樣中硫氰酸鹽的方法，包括如下步驟:10毫升的水樣中加入乙二胺四乙酸使混合后溶液中乙二胺四乙酸終濃度為I mmol/L，經(jīng)0.22 Um濾膜過濾后，得樣品溶液；在0.25毫升納米金中加入0.05毫升上述樣品溶液及0.2毫升硫酸使混合后溶液中硫酸終濃度為8 mmol/L, 30°C放置5分鐘,然后目視觀察顏色變化或測定吸光度比值A(chǔ)7tltlA52tl，根據(jù)溶液顏色與比色標(biāo)準(zhǔn)系列比較或通過吸光度比值標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量，獲得水樣中的硫氰酸根離子含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的以納米金為顯色探針快速測定水樣中硫氰酸鹽的方法，其特征是所使用的納米金采用如下的檸檬酸鈉還原氯金酸的方法制備，將I毫升0.1 g/L的氯金酸溶液溶解于100毫升水中，回流加熱煮沸后迅速加入3毫升0.1 g/L的檸檬酸三鈉溶液，反應(yīng)溶液從淺黃色變成酒紅色，繼續(xù)回流15分鐘后，將反應(yīng)溶液自然冷卻至室溫而形成納米金。
全文摘要
本發(fā)明公開一種以納米金為顯色探針的硫氰酸鹽快速測定方法。硫氰酸鹽能選擇性阻止納米金在酸性溶液中產(chǎn)生聚集，從而表現(xiàn)出溶液顏色和紫外吸收光譜特征的變化。本發(fā)明的檢測靈敏度高，通過肉眼觀察顏色變化的檢測限為1μmol/L，吸光度比值測定的線性范圍為0.25~2μmol/L，吸光度比值測定的檢測限為0.14μmol/L。水樣可通過簡單的預(yù)處理后，采用該方法測定其中的硫氰酸根含量。
文檔編號G01N21/29GK103207160SQ20131012428
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者陳偉, 鄧豪華, 劉愛林, 林新華, 李光文 申請人:福建醫(yī)科大學(xué)