利用納米金比色法快速檢測(cè)水中重金屬的研究進(jìn)展

莫夏玲

（廣西南寧市邕檢科技有限公司 530000）

利用納米金比色法快速檢測(cè)水中重金屬的研究進(jìn)展

莫夏玲

（廣西南寧市邕檢科技有限公司 530000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程的加劇，工業(yè)廢水污水的排放導(dǎo)致環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染，并且水體環(huán)境中重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，這對(duì)人類身體健康造成了一定的威脅，水體中重金屬污染程度已經(jīng)引起了人們的重視，但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，重金屬對(duì)水體的污染已經(jīng)呈現(xiàn)出愈發(fā)嚴(yán)重的現(xiàn)象，本文綜述了納米金比色法的原理及其在食品安全各類污染物中的檢測(cè)應(yīng)用，并總結(jié)了該方法面臨的問(wèn)題，提出了將來(lái)的發(fā)展方向。

納米金比色法；重金屬；研究進(jìn)展

水體環(huán)境中重金屬超標(biāo)會(huì)在一定程度上造成環(huán)境污染，并且能夠?qū)θ梭w健康造成負(fù)面影響。目前水體環(huán)境中重金屬污染已經(jīng)十分常見(jiàn)并且還有逐漸嚴(yán)重的趨勢(shì)。隨著科技的發(fā)展，一種基于納米金比色原理的新型水中重金屬快速檢測(cè)技術(shù)也迅速得到發(fā)展，并因其具有檢測(cè)特異性強(qiáng)、靈敏度高、無(wú)需配套儀器、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)能在水體重金屬污染方面事件中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用空間。

1 納米金比色法快速檢測(cè)水產(chǎn)環(huán)境中的重金屬研究應(yīng)用

在環(huán)境污染中所屬類別中，重金屬污染區(qū)別于有機(jī)物或者生物污染，水體環(huán)境中的重污染十分嚴(yán)重且經(jīng)久不退，還可以通過(guò)自然界水生生物的聚集作用而在生物體內(nèi)逐漸積累，因此，長(zhǎng)期處于重金屬污染環(huán)境中的生物體健康會(huì)受到嚴(yán)重的重金屬危害，更有甚者，還會(huì)累積成重金屬中毒。為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)污染水體環(huán)境做好現(xiàn)場(chǎng)快速實(shí)時(shí)檢測(cè)，達(dá)到對(duì)被污染水體的及時(shí)治理并且保證自然生態(tài)的健康發(fā)展的目的具有重要意義。目前而言，國(guó)內(nèi)外比較成熟而且常用的金屬離子檢測(cè)方法主要是通過(guò)在儀器設(shè)備的幫助下實(shí)現(xiàn)的，然而這些水體環(huán)境中重金屬檢測(cè)方法一般都存在樣品制備步驟復(fù)雜、受離子干擾嚴(yán)重、儀器設(shè)備價(jià)格較高、檢測(cè)時(shí)間過(guò)久等不足之處。重金屬納米金粒子因其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)濃度、形貌、粒徑大小的變化而變化，從而會(huì)引起表面等離子體產(chǎn)生共振現(xiàn)象而造成重金屬發(fā)生變化及溶液顏色的變化，在分析檢測(cè)領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。納米金粒子具有獨(dú)特的物理、化學(xué)特性及較好的生物相容性，是目前現(xiàn)有的納米材料中應(yīng)用和研究最多的材料之一，其在諸多領(lǐng)域如生物傳感器、表面電化學(xué)分析、免疫分析、藥物傳遞以及治療等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。納米金具有極高的消光系數(shù)和強(qiáng)烈的粒子間距效應(yīng)，其在分散狀態(tài)下呈紅色，變?yōu)榻宦?lián)團(tuán)聚狀態(tài)后呈藍(lán)色，根據(jù)水體環(huán)境中的重金屬的特性而設(shè)計(jì)出多種多樣的納米金比色法快速檢測(cè)方法[1]。由于納米金比色法具有操作簡(jiǎn)便、成本低廉、結(jié)果肉眼可見(jiàn)并且靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)，隨著近年來(lái)在分析化學(xué)特別是快速檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)展迅速，許多影響食品安全的有害物質(zhì)可通過(guò)直接或間接的作用影響納米金的聚合狀態(tài)，從而使納米金比色法在食品安全檢測(cè)中的獲得應(yīng)用。

2 納米金比色法快速檢測(cè)水產(chǎn)環(huán)境中的重金屬研究及運(yùn)用原理

納米金比色法主要是通過(guò)利用重金屬納米粒子的獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)來(lái)快速實(shí)現(xiàn)了功能化重金屬納米金粒子對(duì)汞離子、對(duì)二價(jià)錳離子、對(duì)二價(jià)銅離子進(jìn)行快速靈敏檢測(cè)。具體研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)部分：①8-羥基喹啉及草酸根功能化金納米粒子對(duì)二價(jià)汞離子的快速靈敏檢測(cè)。室溫下以PVP包裹、草酸鈉還原制得粒徑為20nm左右、分散性良好的球形草酸根功能化金鈉米粒子。對(duì)二價(jià)汞離子與8-羥基喹啉及草酸根通過(guò)絡(luò)合作用引起金納米粒子的團(tuán)聚，導(dǎo)致金溶膠顏色及表面等離子共振吸收發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)裸眼比色檢測(cè)，檢測(cè)限為0.4μm，通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)實(shí)現(xiàn)低濃度定量檢測(cè)，且最低檢出濃度為10nm。且該功能化草酸根功能化金鈉米粒子對(duì)對(duì)二價(jià)汞離子有優(yōu)異的選擇性。此外，利用該體系實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際水樣的檢測(cè)。②多聚磷酸鈉功能化的銀納米粒子對(duì)二價(jià)錳離子（Mn2+）的快速靈敏檢測(cè)。在室溫下以多聚磷酸鈉保護(hù)及功能化制備銀納米粒子，粒徑10nm左右，形狀為球形，分散性良好。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化，銀納米粒子對(duì)對(duì)二價(jià)錳離子具有優(yōu)異的選擇性及靈敏度。對(duì)二價(jià)錳離子與多聚磷酸根通過(guò)絡(luò)合作用導(dǎo)致銀納米粒子團(tuán)聚，從而引起溶膠顏色及表面等離子共振吸收的變化，以此實(shí)現(xiàn)裸眼比色檢測(cè)，檢測(cè)限為0.1μm，通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)實(shí)現(xiàn)低濃度定量檢測(cè)，檢測(cè)限為50nm。同時(shí)，利用該體系實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際水樣中Mn2+的檢測(cè)。③氯離子協(xié)同作用下吐溫20包裹的銀納米粒子對(duì)二價(jià)銅離子的快速靈敏檢測(cè)。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，該體系對(duì)對(duì)二價(jià)銅離子具有優(yōu)異的選擇性及靈敏度。在室溫下吐溫20保護(hù)制備分散性良好、粒徑約為20nm的球形銀納米粒子，利用在酸性環(huán)境下銀納米粒子可與對(duì)二價(jià)銅離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得到銅離子與銀粒子，然后銅離子進(jìn)一步被溶解氧再氧化為對(duì)二價(jià)銅離子，氯離子再銀離子反應(yīng)生成氯化銀沉淀，有助于對(duì)二價(jià)銅離子與溶液中多聚磷酸根發(fā)生循環(huán)氧化還原反應(yīng)，對(duì)多聚磷酸根進(jìn)行循環(huán)刻蝕[2]。導(dǎo)致多聚磷酸根粒徑及溶膠濃度的變化，使得銀溶膠顏色及表面等離子共振吸收發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)裸眼比色檢測(cè)，檢測(cè)限度值為50nm，通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)實(shí)現(xiàn)低濃度定量檢測(cè)，檢測(cè)限度值為7.5nm。另一方面，通過(guò)對(duì)重金屬檢測(cè)體系的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際水樣中對(duì)二價(jià)銅離子的檢測(cè)。

3 總結(jié)

隨著對(duì)人們生活質(zhì)量以及自然環(huán)境的重視，了解到水體環(huán)境中的貴金屬污染對(duì)人體的傷害。因此，為了避免人們受到水體重金屬的負(fù)面影響，故而經(jīng)過(guò)多項(xiàng)測(cè)驗(yàn)研究出了一種能夠快速檢測(cè)新型水體重金屬的基于納米金比色原理的新型檢測(cè)技術(shù)，歸根結(jié)底，就是因?yàn)榧{米金比色原理具有檢測(cè)特異性強(qiáng)、靈活度高、無(wú)需配套儀器、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)良特點(diǎn)，能夠在水體重金屬污染嚴(yán)重的現(xiàn)場(chǎng)快速的檢查并且展開相應(yīng)的應(yīng)急處理辦法等方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。上文主要是針對(duì)國(guó)內(nèi)外水體環(huán)境中重金屬污染的程度來(lái)對(duì)重金屬檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展并且運(yùn)用納米金比色原理快速的對(duì)水體環(huán)境中的重金屬做出檢測(cè)，然后針對(duì)納米金比色技術(shù)的做出了研究分析，以期能夠通過(guò)闡述納米金比色技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中存在的主要問(wèn)題而探討了重金屬檢測(cè)未來(lái)發(fā)展的方向。

[1]吳紫晗，孫明.納米金比色法快速檢測(cè)水產(chǎn)環(huán)境中的重金屬研究.中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)信息技術(shù)分會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì).2015.

[2]白文薈，劉金釧，陳愛(ài)亮.納米金比色法在水體環(huán)境安全檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展.食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2014.

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1004-7344（2016）12-0248-01

2016-4-10