比色测检测水中重金属的研究
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纳米金比色法快速检测水中重金属的研究进展
戚红卷员摇陈雯雯圆摇岳丽君员摇王摇卓圆摇渊员援中国人民解放军疾病预防控制所袁北京袁员园园园苑员曰摇圆援国家纳米科学中心袁北京袁员园园园猿怨冤鄢鄢孟摇洋员摇刘雪林员鄢
摘摇要摇重金属超标可造成环境污染并对人体健康构成潜在威胁援水环境中重金属污染已经十分普遍并呈现出日益加剧的趋势援近年来袁一种基于纳米金比色原理的新型水中重金属快速检测技术迅速发展袁并因其具有检测特异性强尧灵敏度高尧无需配套仪器尧操作简便等一系列优点袁在水体重金属污染事件的现场筛查及应急处置等方面展现出广阔的应用前景援本文对国内外水环境中重金属污染的现状袁重金属检测技术的发展以及基于纳米金比色原理的水中重金属快速检测技术的研究进展等方面进行了综述袁指出了该技术在实际应用中面临的主要问题袁并提出了未来的发展方向援
关键词摇水环境袁重金属污染袁快速检测袁纳米金比色援
重金属一般指比重大于源或缘的金属袁约有源缘种袁如铜尧铅尧锌尧铁尧钴尧镍尧锰尧镉尧汞尧钨尧钼尧金尧银素咱员暂援重金属污染物在环境中难以降解袁能在动物和植物体内累积袁通过食物链逐步富集袁浓度能成千持续发展咱圆暂援近年来水环境中重金属污染日益加剧袁我国水体重金属重大污染事件频繁发生援重金属对成生殖障碍袁影响胎儿正常发育袁威胁儿童和成人身体健康等袁最终降低人们身体素质袁阻碍人口的可等袁在水或其它环境污染方面的重金属主要是指汞尧镉尧铅尧铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属元成万甚至成百万倍地增加袁最后进入人体造成危害援重金属污染对人群健康的毒理作用主要表现为院造水体的污染可在很短的时间内迅速扩散和蔓延袁为了控制事态的恶化及制定相应的处理对策袁人们迫切需要便捷尧实时尧现场的分析手段援近年来袁一种基于纳米金比色原理的新型水中重金属快速检测技术迅速发展起来袁这种方法具有检测特异性强尧灵敏度高尧无需配套仪器尧操作简便等一系列优点袁在水体重金属污染的现场筛查及应急处置方面展现出广阔的应用前景援
本文对国内外水环境重金属污染的现状袁重金属检测技术的发展以及基于纳米金比色原理的水中重金属快速检测技术的研究进展等方面进行了综述袁指出了该技术现在面临的主要问题及在实际应用中遇到的困难袁并提出了未来的发展方向援
员摇重金属对人体的危害及水中重金属污染的现状
铅尧汞尧铬尧镉等是一类对人体健康危害极大的重金属元素援这类重金属在人体内能和蛋白质或酶等发生强烈的相互作用袁使它们失去活性曰也可在人体的某些器官中累积袁如果超过人体所能耐受的限度袁智力迟钝及记忆丧失的潜在神经毒素咱源暂袁汞离子可导致脑尧肾尧中枢神经系统尧免疫系统及内分泌系统的会造成人体急性尧亚急性中毒或慢性中毒咱猿暂援毒理学研究证实袁铅是一种能够导致失眠尧易怒尧肌肉麻痹尧员怨愿苑年镉被国际抗癌联盟渊陨粤砸悦冤定为域粤级渊共遇级冤致癌物质袁还能引起糖尿病袁高血压等疾害咱苑鄄愿暂援重金属污染的最大特点是不能在环境中降解袁只能迁移袁从而导致重金属容易在生物链中富集病咱远暂援另外袁铜虽在多种生物过程中都发挥重要作用袁但在浓度过高时也有毒性袁可对肝或肾产生危损害咱缘暂袁镉中毒能导致肾机能衰退尧骨质疏松袁长期吸入氯化镉能引起肺部炎症尧支气管炎甚至癌症袁和扩大援在重金属污染的水体内进行水产养殖袁水中的重金属会被鱼类或贝类吸收袁人食用鱼类或贝类会进入人体袁经过一段时间的积累后造成慢性中毒咱怨暂援由于重金属污染的累积性导致中毒原因难以很快摇摇鄢国家自然科学基金青年基金项目渊圆员员园缘园员愿冤曰国家重大科学仪器设备开发专项渊圆园员员再匝员源园员缘园园怨冤资助援摇鄢鄢通讯联系人袁栽藻造院园员园鄄远远怨源愿源员员曰耘鄄皂葬蚤造院蕴蚤怎曾怎藻圆园圆园岳赠葬澡燥燥援糟燥皂援糟灶圆园员圆年远月员猿日收稿援后其体内积累的重金属被人体所吸收曰或者重金属被稻谷尧小麦等农作物吸收后被人类食用袁重金属就
查明袁会导致一些所谓的不明原因的怪病发生袁如圆园世纪中叶在日本富山县发现的野骨痛病冶以及在熊圆园世纪苑园年代初袁伊拉克发生由于甲基汞污染小麦致使愿万余人中毒的事件袁这些事件给患者造成了严重的身心伤害袁促使人类对重金属污染袁尤其是汞尧镉尧铅污染等进行毒理学研究咱员园暂援本县发现的野水俣病冶袁过了很长时间后才终于查明原因分别是由于慢性镉中毒及有机汞中毒所致援在水是自然界和人类生存发展过程中不可或缺的重要因素援水中重金属污染袁是指排入水体的重金金属污染日趋加剧已成为不争的事实援我国作为饮用水水源的地表水主要为河流尧湖泊及水库袁经有关人类生活和健康受到不良影响的行为咱员员暂援近年来袁随着工农业以及经济的迅猛发展袁各类水环境中重属物质超过了水的自净能力袁使水的组成及其性质发生变化袁从而使水环境中生物生长条件恶化袁并使部门检测这些水源都遭到不同程度的重金属污染援徐小清等研究报道了我国长江三峡库区江段沉积物中重金属元素含量受上游泥沙以及沿江城市和工厂野三废冶排放的影响袁已严重超标咱员圆暂援近年来我国水体重金属污染事件屡有发生援圆园园缘年广东北江检测出镉浓度超标达员圆倍袁酿成了广东省环保史上最大云南曲靖铬污染及广西柳州镉污染等重大污染事件袁对当地供水安全造成严重威胁援国外水环境受重金的污染事故曰圆园园远年湖南湘江发生镉污染事件袁镉排放浓度超标圆圆要源园倍咱员猿暂援圆园员员年以来又先后曝出心袁导致了水环境中悦怎尧在灶尧孕遭尧悦凿等重金属污染咱员源暂援砸葬泽澡藻凿等报道了在埃及南部的纳赛尔湖区袁由于化学肥料和杀虫剂的广泛使用袁导致水污染袁并且使鱼类受到重金属的毒害援研究表明在鱼的各器官属污染的报道也比较多袁栽澡燥则灶贼燥灶等报道了英国威尔士南部港口城市斯旺西作为世界金属熔炼工业中生命健康的重大卫生问题援中袁鱼肝积累的悦怎和在灶的量最高咱员缘暂援总之袁水中重金属污染已经成为严重危害地球生态环境和人类
圆摇重金属检测技术发展现状
由于重金属污染对生态环境和人体健康具有极大的危害性袁因此对水及各种环境介质中的重金属开展有效检测尤为重要援目前重金属的标准检测方法主要有原子荧光分光光度法渊粤云杂冤尧原子吸收分光光度法渊粤粤杂冤尧电感藕合等离子体质谱渊陨悦孕鄄酝杂冤尧电感藕合等离体原子发射光谱渊陨悦孕鄄粤耘杂冤等仪器分析器袁存在样品保存条件严格尧分析方法成本高袁分析时间长尧操作专业性强等缺点咱员远暂援例如生活饮用水国酸渊员垣怨冤并加入缘园早窑蕴原员的重铬酸钾调责匀值至圆以下援一般而言袁对重金属的仪器检测只能在一些具有国家认可资质的专业实验室才能完成援一些地区由于受距离专业检测中心路途遥远尧样品采集和保存一个或几个污染地点采集的样品往往不足以代表这一个地区内重金属污染的实际情况咱员苑暂援由于水中重制事态的进一步恶化及制定相应的处理对策袁人们越来越迫切需要迅速尧实时尧现场的分析手段咱员员暂援与统检测技术袁但是快检技术具有操作简单尧携带方便尧成本低廉的优点袁非常适合于重金属的现场检测和筛查援
水中重金属快速检测方法主要包括试纸法尧酶分析法尧免疫分析法及生物化学传感器等几种类型援试纸法是利用重金属与试剂发生化学反应的原理袁用滤纸作为反应载体袁由试纸上的颜色变化分析重金较成熟的测定方法不适用于试纸法咱员愿暂援属含量袁但由于试纸上能够固定的试剂量有限袁有些试纸的灵敏度还达不到检测要求袁另外很多现有比
酶分析法的原理是重金属离子与形成酶活性中心的巯基或甲巯基结合后袁改变了酶活性中心的结金属污染事件一般具有很强的突发性袁重金属对水体的污染可在很短的时间内迅速扩散和蔓延袁为了控困难以及经费紧张等各种条件的限制袁往往难以对水样中重金属开展及时有效的实验室分析曰另外从某方法袁这些方法虽然能以较高灵敏度对各种环境样本中的重金属离子进行有效分析袁但大多需要大型仪家卫生标准渊郧月缘苑源怨要圆园园远冤规定院对水中六价铬的测定应在采样后尽快完成袁水样采集后应保存在玻璃瓶或聚乙烯瓶中袁用氢氧化钠调责匀值至苑要怨曰用于测汞的水样应保存在玻璃瓶或聚乙烯瓶中袁用硝仪器检测方法相比袁快速检测方法虽然对重金属的检测只能定性渊半定量冤袁灵敏度和准确性也低于传从而建立起重金属浓度与酶系统变化的定量关系咱怨暂援酶法具有快速尧简便尧需样量少等优点袁但选择性较差袁对单一重金属离子的检测存在一定的困难援
免疫分析法用于重金属检测必须首先满足两个条件院第一是选用合适的络合物或其它化合物与金构与性质袁引起酶活力下降袁使得底物鄄酶系统中的显色剂颜色或责匀尧电导率及吸光度等指标发生变化袁
属离子结合袁使其获得一定的空间结构袁从而产生反应原性曰第二是将结合了金属离子的化合物连接到载体蛋白上产生免疫原性袁其中与金属离子结合的化合物的选择是能否制备出特异性抗体的关键援免疫对金属离子的特异性要求袁这在很大程度上限制了重金属离子的免疫分析方法的研究与发展咱怨暂援分析法快速尧灵敏袁但是金属离子单克隆抗体的制备非常困难袁而较容易制备的多克隆抗体又难以满足
生物化学传感器是利用生物识别物质与待测物质结合或通过化学反应以选择性方式对特定的待分析物质产生响应袁通过信号转换器转变为可输出的光尧电等信号援这种方法灵敏度尧自动化程度高袁可应法均存在一些难以克服的缺点袁多年来限制了它们在水中重金属检测中的实际应用袁因此建立灵敏尧特异尧低成本尧便携式的水中重金属现场快速检测方法成为一项紧迫的任务援近年来袁一种基于金纳米颗粒比色原理的新型传感器技术迅速发展起来袁并因其具有以上快检方法所不具备的独特优点在重金属检测方面展现出良好的应用前景援
猿摇纳米金比色以及用于水中重金属快速检测的研究进展
胶体金咱员怨暂援纳米金的光学性能优异袁具有很高的消光系数袁尤其是具有很强的表面等离子体共振纳米金是指直径在员要员园园灶皂尺寸的微小金颗粒袁一般以分散在水中的溶胶形式存在袁因此又称为用于环境在线监测援但传统的生物化学传感器制作工艺困难袁成本相对较高咱员远暂援由于上述的各种快检方着粒子尺寸的增加或粒子间距的减小袁吸收峰的位置发生红移咱圆园暂援这种特殊的性质来源于入射光与金渊杂怎则枣葬糟藻孕造葬泽皂燥灶砸藻泽燥灶葬灶糟藻袁杂孕砸冤性能援纳米金颗粒的特征等离子体吸收峰在缘员园要缘缘园灶皂处袁并且随纳米粒子的自由电子相互作用院当入射光波长与自由电子的振动频率发生共振耦合时袁就会产生表面等离子体共振袁在紫外鄄可见光谱上显示出强的吸收峰援通过紫外鄄可见光谱上金颗粒的吸收峰袁可以确定纳米金的尺寸范围和颗粒间的聚集程度援纳米金在宏观上体现为溶液具有鲜亮的红色袁当金纳米颗粒聚集到一定的程度袁圆个颗粒的距离小于粒径的圆倍袁溶液的颜色就会发生明显的变化袁由胶体原来的红色变为蓝紫色援纳米金比色法快速检测重金属离子的原理如图员所示援纳米金的杂孕砸性能成为其能够应用于重金属比色检测的理论基础
援
图员摇纳米金比色用于重金属离子快速检测原理示意图
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与其它快检方法相比袁比色检测的最大优势在于其在判断监控结果过程中只需要用裸眼观察袁不需要其它先进的配套仪器袁在许多应用中操作简便袁因此吸引着众多研究者的目光援设计金纳米颗粒表面的功能化基团与检测的目标能够发生配位袁从而导致原本单分散的金纳米颗粒发生聚集袁金纳米颗粒的聚集引起其杂孕砸吸收峰的变宽和位移袁并产生了比色响应袁溶液颜色由红变蓝紫援根据该原理袁美国西酝蚤则噪蚤灶研究组应用金颗粒标记寡核苷酸并对靶标寡核苷酸进行检测袁开创了利用金纳米颗粒比色检测的新纪元咱圆员暂援近年来袁表面功能化的纳米金颗粒被用作比色器件用来检测水或其它介质中的匀早圆垣尧孕遭圆垣尧悦怎圆垣及其它重金属离子取得了较好的效果援基于纳米金比色的重金属离子检测主要包括以下几种主要类型援猿援员摇基于阅晕粤修饰的纳米金比色检测目前报道的基于阅晕粤修饰的纳米金主要用于匀早圆垣的检测援该方法通常利用阅晕粤链中的胸腺嘧啶北大学的酝蚤则噪蚤灶小组等采用直接的颜色检测法来分析寡聚核苷酸的杂交特性援员怨怨苑年袁杂糟蚤藻灶糟藻报道了
渊栽冤发生错配的情况来设计金纳米颗粒比色器件袁错配的一对胸腺嘧啶利用其晕原子与一个匀早圆垣发生栽与匀早圆垣配位结构稳定袁导致双链阅晕粤的解链温度升高曰通过金胶体颜色的变化袁开展了水溶液中变化袁通过监测溶液颜色变化来达到检测目的援酝蚤则噪蚤灶课题组有目的地设计栽鄄栽错配的阅晕粤链袁错配的配位袁生成牢固的配位结构袁从而使金纳米颗粒聚集袁表现在宏观上就是溶液的颜色发生了由红到紫的度只能达到微摩尔级咱圆圆暂援蕴蚤怎课题组设计并增加功能化阅晕粤双链中错配胸腺嘧啶的数目达到愿对袁阅晕粤链中错配碱基的数目增多使解链温度下降袁该检测可在常温下进行袁通过金纳米溶胶颜色的变化袁采用抗凝集的金纳米颗粒渊粤怎晕孕泽冤检测匀早圆垣援栽通过粤怎要晕键与粤怎晕孕泽结合袁从而导致粤怎晕孕泽的聚可视的检测限达到猿滋皂燥造窑蕴原员咱圆猿暂援国内这方面的研究开展也比较多袁蕴燥怎等基于栽与匀早圆垣结合的原理袁集曰在匀早圆垣存在时袁栽通过形成栽要匀早圆垣配位络合物从粤怎晕孕泽表面释放出来袁导致粤怎晕孕泽重新分散援该基于粤怎晕孕泽的信号放大策略检测匀早圆垣的方法援首先将匀早圆垣特异的寡核苷酸探针通过粤怎要杂键固定在接固定的方法检测限为园援猿滋皂燥造窑蕴原员曰通过采用部分互补的阅晕粤链修饰的粤怎晕孕泽标记物来放大杂孕砸方法选择性强袁灵敏度达到圆灶皂燥造窑蕴原员咱圆源暂援宰葬灶早等报道了采用富含栽并且匀早圆垣特异的寡核苷酸探针及匀早圆垣的检测援该方法特异性强袁灵敏度可以达到责责遭级袁而常规的显色检测方法由于消光系数较低袁灵敏金膜上袁当匀早圆垣存在时袁寡核苷酸探针借助于匀早圆垣介导的栽要匀早圆垣要栽配位结构而捕获匀早圆垣袁这种直阅晕粤酶员苑耘比色检测孕遭圆垣援先把阅晕粤酶员苑耘功能化的纳米金颗粒及其底物修饰的纳米金颗粒组装成信号袁检测限达到缘灶皂燥造窑蕴原员咱圆缘暂援蕴怎等首次使用阅晕粤扎赠皂藻功能化的金纳米颗粒袁基于铅离子的特异的双链聚集体袁此时溶液呈蓝色袁当被测溶液中存在孕遭圆垣时袁则杂交的双链重新分解开袁溶液变为红色袁从而指示了孕遭圆垣的存在袁检测限缘园园灶皂燥造窑蕴原员咱圆远暂援尽管基于阅晕粤修饰的纳米金比色检测可以达到较好的灵敏度和选择性袁但需要精确控制检测条件如反应温度曰另外设计及合成能与金颗粒结合的含巯基的特异阅晕粤序列价格昂贵袁操作复杂也是这种方法的缺点袁难以成为普遍应用的选择援
悦澡葬蚤等用蕴鄄半胱氨酸功能化的纳米金颗粒渊悦赠泽鄄郧晕孕泽冤检测水溶液中的匀早圆垣援在水溶液中如果存猿援圆摇基于氨基酸或肽修饰的纳米金比色检测
员皂燥造窑蕴原员的晕葬悦造情况下袁郧杂匀鄄郧晕孕泽立即发生聚集而导致颜色变化援模拟及应用实验的结果均表明袁郧杂匀鄄郧晕孕泽作为检测探针具有较好的环境适应性袁对环境水体存在的其它混合离子等有一定的适应性袁窑蕴原员咱圆愿暂援杂蚤等用羧基化的肽链渊晕匀圆鄄蕴藻怎鄄粤蚤遭鄄栽赠则鄄韵皂藻冤能够准确检测出孕遭圆垣存在袁灵敏度达到员园园灶皂燥造
修饰纳米金颗粒袁制备了肽鄄纳米金功能化探针渊孕藻责贼蚤凿藻鄄郧晕孕泽冤袁这种探针能在匀早圆垣存在及室温条件下不借助任何模板自组装成纳米金的一维阵列援孕藻责贼蚤凿藻鄄郧晕孕泽悬浮液由于自组装导致的溶液颜色变化及较差是制约这类纳米金检测方法发展的一个重要因素援另外袁允蚤葬灶早课题组利用木瓜蛋白酶能够直接吸吸收光谱的变化使对水溶液中匀早圆垣的肉眼检测限达到责责皂级咱圆怨暂援与阅晕粤相比袁氨基酸或肽的稳定性修饰的金纳米颗粒渊郧杂匀鄄郧晕孕泽冤用于水溶液中孕遭圆垣的比色检测援当水溶液中有孕遭圆垣存在尤其是在加入的选择性袁最低检测限达到员园园灶皂燥造窑蕴原员袁但需要结合紫外光源的辅助咱圆苑暂援该课题组还制备了谷胱甘肽在匀早圆垣袁悦赠泽鄄郧晕孕泽就会与其发生比色响应援该方法检测匀早圆垣时对于其它二价金属离子的干扰具有良好附在纳米金颗粒表面的原理袁通过木瓜蛋白酶包被纳米金颗粒袁开发了一种能够同时检测匀早圆垣尧孕遭圆垣猿援猿摇基于有机小分子修饰的纳米金比色检测境中匀早圆垣尧孕遭圆垣及悦怎圆垣的初步筛选袁但要实现对单个离子的特异性检测还存在一定的困难咱猿园暂援及悦怎圆垣的纳米金比色系统袁对猿种离子的最低检测限达到缘园园灶皂燥造窑蕴原员援该比色系统可以用于水或环
匀怎葬灶早等采用没食子酸渊猿袁源袁缘鄄三羟基苯甲酸冤修饰纳米金颗粒用于检测饮用水中的孕遭圆垣袁通过优化条件发现袁怨援猿灶皂粒径的纳米金经没食子酸修饰后对孕遭圆垣选择性最高袁最低检测浓度达到员园灶皂咱猿员暂援生糟造蚤糟噪反应来使金纳米颗粒发生聚集袁从而使溶液颜色发生变化袁指示一价悦怎垣的存在袁而反应的催化允蚤葬灶早课题组分别采用含炔基和含叠氮基团的有机分子修饰纳米金颗粒袁利用一价悦怎垣催化炔与叠氮发剂悦怎垣可由悦怎圆垣很容易地还原得到袁最终建立了一个悦怎圆垣的检测体系袁检测限为缘园滋皂燥造窑蕴原员袁并且具测方法援他们采用亲水性的员员鄄巯基鄄十一烷鄄三甲基铵作为纳米金的功能化试剂袁该分子是电正性的水有非常好的选择性咱猿圆暂援该课题组还报道了一种利用季铵盐基团修饰纳米金来检测水中匀早圆垣的比色检溶性物质袁可以作为纳米金在水溶液中的分散剂援加入匀早圆垣后袁匀早圆垣与吸附在纳米金表面的巯基结合袁从而破坏了纳米金的分散性导致纳米金颗粒的聚集袁溶液颜色由红变蓝袁实现了对匀早圆垣的检测援该方法
不需加入任何掩蔽剂袁具有良好的特异性袁单凭肉眼检测灵敏度达到员滋皂燥造窑蕴原员咱猿猿暂援采用有机分子修饰猿援源摇基于非修饰的纳米金比色检测的纳米金结构稳定袁检测特异性强袁灵敏度高袁是一种很有前途的检测方法援
非修饰纳米金袁即所谓的野裸金冶袁一般是通过经典的柠檬酸还原法制备的袁纳米金表面不采用生物分子或有机小分子进行功能化修饰袁只是被电负性的柠檬酸松散地修饰袁因此它们对柔顺的电正性分子具有很强的亲合性援非修饰纳米金的检测范围广泛袁从理论上讲袁任何与非修饰纳米金有亲合性的分子匀早圆垣的方法援栽要栽错配可以与一个匀早圆垣发生有效配位袁从而导致非互补的错配阅晕粤链也可以充分杂都可以被检测援在重金属检测领域袁蕴蚤和蕴蚤怎分别报道了采用非修饰纳米金及栽要匀早圆垣要栽复合物检测匀早圆垣时会导致寡核苷酸序列形成折叠结构而从纳米金表面剥离袁纳米金的胶体稳定性大幅降低袁颗粒阅晕粤扎赠皂藻分裂及非修饰纳米金检测铅的方法援与前述方法不同的是该方法利用了金属离子对寡核苷酸交援两个小组均将富含栽的排列规整的寡核苷酸序列与非修饰纳米金混合袁待分析样品溶液中若含有迅速聚集导致溶液颜色变化袁从而指示了匀早圆垣的存在咱猿源鄄猿缘暂援宰葬灶早和宰藻蚤分别报道了一种采用铅催化的的催化作用袁而非金属离子与寡核苷酸的结合作用援这种双链阅晕粤被命名为阅晕粤扎赠皂藻是因为它对于某些二价金属离子表现出特殊的反应性援在浓盐溶液中袁铅特异的阅晕粤扎赠皂藻的发夹结构难以帮助纳米金颗粒分散而导致非修饰的纳米金聚集袁加入孕遭圆垣迅速催化导致阅晕粤扎赠皂藻分裂袁将那些僵硬的发夹结构米金从聚集到分散的转变在宏观上体现为溶液颜色由紫色变为红色袁从而指示了孕遭圆垣的存在咱猿远鄄猿苑暂援国内方面袁蕴蚤等也报道了基于非修饰纳米金与短的单链及双链阅晕粤发生不同反应以及形成栽要匀早圆垣要栽复合物来检测匀早圆垣的方法袁结果表明匀早圆垣对包括孕遭圆垣尧悦怎圆垣尧悦凿圆垣及酝早圆垣等在内的其它多种金属离子转变成柔顺的单链阅晕粤袁形成的单链阅晕粤又可以吸附到非修饰纳米金颗粒的表面而重新分散它们援纳表现出极高的选择性袁肉眼检测限达到微摩尔级袁光谱测定检测限达到纳摩尔级渊园援远灶皂冤袁浓度线性范这种凝集可以被匀早圆垣所抑制袁抑制的程度通过溶液的颜色由蓝变紫再到红色而表现出来袁并且与匀早圆垣围达到五个数量级渊员伊员园原源要员伊员园原怨皂燥造窑蕴原员冤咱猿愿暂援再葬灶早等发现吡啶可以诱导非修饰纳米金的凝集袁的浓度有关援研究结果表明当匀早圆垣浓度处于园援员缘要猿援园园滋皂的范围内时袁波长在缘圆缘灶皂及苑园园灶皂处的消光率呈线性增加的趋势袁匀早圆垣的最低检测限达到缘缘灶皂咱猿怨暂援与配基修饰的纳米金相比袁采用非修饰异序列的阅晕粤与非修饰的纳米金结合起来才能实现检测袁这也限制了非修饰的纳米金检测方法的猿援缘摇基于量子点的纳米金比色检测发展援的纳米金检测的缺点在于非修饰的纳米金抗干扰能力较弱咱源园暂援另外袁前两种方法还需要设计和合成特
定性好等一系列优点袁是可以代替传统的有机荧光染料的新型荧光探针咱源员鄄源圆暂援近年来袁量子点技术已经金属离子如孕遭圆垣存在的条件下袁由于郧杂匀与孕遭圆垣发生特异反应袁导致郧杂匀修饰的量子点的荧光强度选择性降低援采用光谱法尧显微镜及动态光散射等先进的技术手段进一步研究表明袁郧杂匀与孕遭圆垣及量子点源园灶皂咱源猿暂援国内方面袁在澡葬灶早等咱源源暂报道了一种基于量子点的纳米金比色检测匀早圆垣的方法援他们将一层薄匀早圆垣的最低检测限在采用肉眼观察时为缘援园伊员园原远皂燥造窑蕴原员袁采用紫外鄄可见光谱测定时为阅晕粤扎赠皂藻泽电子传感器援孕遭圆垣能够切割阅晕粤扎赠皂藻泽而释放出生物素修饰的阅晕粤片段袁该片段与固定在纳装的孕遭杂量子点的信号放大作用与孕遭圆垣特异的阅晕粤扎赠皂藻泽相结合袁开发了一种高选择性检测孕遭圆垣的粤怎晕孕泽核在紫外鄄可见光谱区杂孕砸吸收的变化袁从而用于水溶液中匀早圆垣的定量检测援研究结果表明袁的匀早杂量子点原位涂覆在粤怎晕孕泽表面形成粤怎岳匀早杂结构的核鄄壳纳米材料袁原位形成的匀早杂壳可引起内核的竞争性结合改变了量子点的表面及物理光学性质袁荧光猝灭导致量子点凝集援该方法检测限达到渊郧杂匀冤壳体修饰后用于孕遭圆垣的检测援郧杂匀及其聚合物有一种天然的去除重金属离子毒性的作用援在重应用于重金属及过渡金属的检测援粤造蚤等咱源猿暂将水溶性的稳定的悦凿栽藻及悦凿在灶杂藻量子点用谷胱甘肽渊在灶杂辕匀早杂冤结构的半导体纳米晶体袁具有激发光谱宽而连续袁发射光谱窄而对称袁荧光寿命长袁光化学稳量子点渊择怎葬灶贼怎皂凿燥贼泽袁匝阅泽冤是一种直径在员要员园灶皂尺寸的袁具有核渊悦凿杂藻辕悦凿杂辕悦凿栽藻冤壳窑蕴原员咱源源暂援在澡葬灶早等咱源缘暂将逐层组园郾源愿远灶皂燥造窑蕴原员袁定量检测的浓度线性范围为愿援园伊员园原缘要员援园伊员园原缘皂燥造米金底物上的互补链杂交袁通过生物素鄄链酶亲合素反应袁将用链酶亲合素修饰的孕遭杂量子点固定在金底物上曰捕获的量子点在酸分解条件下发出电化学信号袁从而定量反映出孕遭圆垣浓度援该方法对孕遭圆垣浓度
的动态响应范围为员要员园园园灶皂袁由于捕获的大量量子点的很强的信号放大作用袁最低检测限达到次纳学合成又分为水相尧有机相及两相合成法援后两者毒性较大袁比较而言袁水相合成的量子点表现出良好的是限制其应用于重金属检测的不利因素援摩尔级渊园援远灶皂冤咱源缘暂援量子点的制备方法一般分为自组装法和化学合成法援自组装法操作要求精度高袁化水稳定性和生物相容性袁但发光效率相对较低且尺寸分布范围相对较宽咱源圆暂援因此袁量子点制备过程复杂
源摇展望
与仪器方法及化学反应试纸等传统的快检方法相比袁基于纳米金比色的重金属快速检测方法具有灵敏度高尧无需配套仪器尧操作简便等一系列优点袁相关的研究论文也不断出现袁但这些工作主要还是集中在理论研究及实验室阶段袁对不同重金属的研究关注程度也是相差很大援发表的检测匀早圆垣的研究论文数量较多袁检测悦凿圆垣及悦则远垣的论文则相对较少袁而近年来我国水环境重金属污染具有代表性的是镉污染及铬污染援基于纳米金比色的检测技术目前真正用于实际样品检测的并不多见袁这一方面是因为技术尚不够成熟袁无法完全满足现有国家相关检测标准的要求袁也存在应用方向不够明确尧以及实际样品
窑蕴原员尧园援园园缘皂早窑蕴原员及园援园园员皂早窑蕴原员袁但基于应急检测的某些特殊水质标准渊如军园郾园缘皂早窑蕴原员尧园援园员皂早采集困难等一系列问题援如郧月缘苑源怨要圆园园远规定生活饮用水中六价铬尧铅尧镉及汞的限值分别是
队战时饮用水卫生标准渊郧允月远缘员要愿怨冤冤将上述重金属含量的限值放宽员园倍甚至员园园倍以上曰对照这些标准袁目前报道的基于纳米金比色的大多数快速检测方法无法满足生活饮用水国家卫生标准的灵敏度要求袁但可以满足某些特定水质标准的灵敏度要求袁这就为研究和开发具有实用价值的纳米金比色检测方法及试剂提供了新的应用平台援因此袁将纳米金比色检测技术不断完善并与实际应用紧密结合将是以后主要的发展方向援
参摇考摇文摇献
咱圆暂摇奚旦立袁孙裕生袁刘秀英援环境检测渊修订版冤咱酝暂援北京院高等教育出版社袁圆园园员咱员暂摇国家环境保护总局叶水和废水监测分析方法曳编委会援水和废水监测分析方法咱酝暂援北京院中国环境科学出版社袁员怨愿愿院员员愿咱猿暂摇李蕊袁周琦援重金属污染与检测方法探讨咱允暂援广东化工袁圆园园苑袁猿源渊猿冤院苑愿鄄愿园
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运藻赠憎燥则凿泽院憎葬贼藻则藻灶增蚤则燥灶皂藻灶贼袁澡藻葬增赠葬灶凿栽藻糟澡灶燥造燥早赠袁月藻蚤躁蚤灶早袁员园园园猿怨袁悦澡蚤灶葬冤粤月杂栽砸粤悦栽蚤灶泽贼葬灶凿葬则凿憎葬贼藻则造藻增藻造糟葬灶糟葬怎泽藻藻灶增蚤则燥灶皂藻灶贼葬造责燥造造怎贼蚤燥灶葬灶凿早则藻葬贼造赠枣燥则怎贼蚤造蚤扎蚤灶早澡葬泽粤怎晕孕泽遭藻藻灶怎灶蚤增藻则泽葬造糟燥造燥则蚤皂藻贼则赠葬灶凿澡葬增藻葬早早则葬增葬贼藻凿援遭藻藻灶凿藻增藻造燥责藻凿栽澡藻灶燥增藻造皂藻贼澡燥凿泽泽责藻糟蚤枣蚤糟蚤贼赠袁燥灶鄄泽蚤贼藻泽糟则藻藻灶蚤灶早葬灶凿则葬责蚤凿贼则藻葬贼皂藻灶贼燥枣贼澡藻蚤灶则藻糟藻灶贼皂藻贼葬造泽贼澡藻泽藻灶泽蚤贼蚤增蚤贼赠葬灶凿泽蚤皂责造蚤糟蚤贼赠援栽澡蚤泽则藻增蚤藻憎葬糟糟蚤凿藻灶贼泽凿藻泽糟则蚤遭藻凿糟葬怎泽藻凿贼澡藻葬则藻遭葬泽藻凿凿藻增藻造燥责皂藻灶贼葬造泽燥燥灶燥枣凿藻贼藻贼蚤燥灶皂藻贼澡燥凿泽燥枣澡藻葬增赠皂藻贼葬造泽袁葬灶凿贼澡藻凿蚤泽糟怎泽泽藻凿粤怎晕孕泽糟燥造燥则蚤皂藻贼则赠援澡藻则藻援云蚤灶葬造造赠袁酝藻葬灶憎澡蚤造藻袁贼澡藻枣怎贼怎则藻泽燥皂藻贼则藻灶凿泽责则燥遭造藻皂泽蚤灶贼澡蚤泽皂藻贼葬造责燥造造怎贼蚤燥灶袁则葬责蚤凿凿藻贼藻则皂蚤灶葬贼蚤燥灶袁粤怎晕孕泽糟燥造燥则蚤皂藻贼则赠援晕葬灶燥泽糟蚤藻灶糟藻贼澡则藻葬贼藻灶燥枣憎葬贼藻则赠藻葬则泽援遭赠藻曾蚤泽贼蚤灶早憎葬贼藻则袁则藻泽藻葬则糟澡葬凿增葬灶糟藻皂藻灶贼燥枣