功能化金银合金纳米粒子传感器在汞离子测定中的研究

Mercury is one of the major environmental pollutants which bring adverse effect on human brain and can cause long-term damage to biological systems. It is necessary to develop methods for the highly selective and highly efficient determination of Hg2+ in environmental and biomedical samples. Recently, the determination of Hg2+ is mainly carried out by instrumental methods, the complication of the sample preparation and the high cost of the equipment are disadvantages for the determination of Hg2+. The The separation and concentration of the analyte are not required. The determination of Hg2+ by optical sensor used widely for any specialized equipments were not required and vision inspection. The study of noble metal nanoparticles was increased for the special optical properties. However, the research focuses on the single metal nanoparticle rather than compound metal nanoparticles. In this work, unmodified Au-Ag nanoparticles as the probe was proposed for the optical properties. When the thiol compound was added into the Au-Ag nanoparticles solution, the aggregation state of Au-Ag nanoparticles was changed, which caused the shift of absorption spectra, the differences of ratios of absorbances at two wavelengths are directly proportional to the Hg2+ concentrations, to solve the scientific problems of the determination of Hg2+ was singly and insensitively. Furthermore, the experimental results can be applied to the determination of Hg2+ in environmental samples.

汞是环境中最有害的有毒金属离子之一，能够破坏大脑，引起一系列慢性疾病。因此，对环境和生物样品中Hg2+进行高灵敏度和高选择性的检测有着非常重要的意义。目前，常用的检测Hg2+的方法通常需要昂贵的仪器设备，样品的制备过程繁琐，需要对样品进行分离和富集，从而需要大量的时间。而光学传感器不需要特殊的仪器，还可以对Hg2+进行视觉检测，引起人们的广泛关注。近年来，由于贵金属纳米粒子特殊的光学性质，人们对贵金属纳米粒子的研究日益增多。但研究的主要是单金属纳米粒子，对于双金属纳米粒子的研究很少。我们提出以未经修饰的金银合金纳米粒子为探针，利用金银合金纳米粒子的光学特性，通过在金银合金纳米粒子表面修饰带有巯基的化合物，改变金银合金纳米粒子的聚集状态，从而使其吸收光谱发生变化，利用吸光度比值的变化达到检测Hg2+的目的，以解决目前Hg2+检测方法单一、灵敏度差等科学问题，为环境中Hg2+测定奠定一定的理论

汞是环境中最有害的有毒金属离子之一，广泛的分布于空气、水、土壤以及食物中，引起一系列慢性疾病。因此，测定环境和生物样品中Hg2+有着非常重要的意义。目前，传统测定Hg2+的方法虽然灵敏度高，但仪器设备昂贵，耗时长，样品的制备过程繁琐不便。以纳米粒子为探针测定Hg2+的方法受到了人们的关注。金纳米粒子易于制备、水溶性好、化学稳定性高以及生物相容性好。然而，银纳米粒子表现出了更好的灵敏度，但与金纳米粒子相比，银纳米粒子不够稳定。金银合金纳米粒子结合了二者的优点，使其有望应用到光学设备、生物医学研究和电子学等领域。我们以柠檬酸钠同时还原HAuCl4和AgNO3的方法制得不同摩尔比的Au-Ag合金纳米粒子。利用紫外-可见光谱和透射电子显微镜对其光学性质和形貌进行表征。以金银合金纳米粒子为探针，通过在金银合金纳米粒子表面修饰带有巯基的化合物，改变金银合金纳米粒子的聚集状态，从而使其吸收光谱发生变化，利用吸光度比值的变化测定Hg2+。研究发现，以甲巯咪唑修饰的Au-Ag合金纳米粒子为探针，吸光度比值变化与Hg2+浓度在100到1000 nmol L-1范围内呈线性关系。以赖氨酸修饰的Au-Ag合金纳米粒子为探针，吸光度比值变化与Hg2+浓度在50到1000 nmol L-1范围内呈线性关系。该方法灵敏度高，实验步骤简单，样品无需分离和富集，适用于环境样品的分析。从而解决了Hg2+检测方法单一、灵敏度差等问题，并为环境中Hg2+测定奠定了一定的理论基础。