利用納米金比色法快速檢測水中重金屬的研究進展

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水中重金屬的研究進展

莫夏玲

（廣西南寧市邕檢科技有限公司 530000）

隨著社會經濟的發(fā)展，工業(yè)化進程的加劇，工業(yè)廢水污水的排放導致環(huán)境受到了嚴重的污染，并且水體環(huán)境中重金屬嚴重超標，這對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引起了人們的重視，但是隨著經濟發(fā)展的需要，重金屬對水體的污染已經呈現(xiàn)出愈發(fā)嚴重的現(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應用，并總結了該方法面臨的問題，提出了將來的發(fā)展方向。

納米金比色法；重金屬；研究進展

水體環(huán)境中重金屬超標會在一定程度上造成環(huán)境污染，并且能夠對人體健康造成負面影響。目前水體環(huán)境中重金屬污染已經十分常見并且還有逐漸嚴重的趨勢。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技術也迅速得到發(fā)展，并因其具有檢測特異性強、靈敏度高、無需配套儀器、操作簡便等優(yōu)勢能在水體重金屬污染方面事件中展現(xiàn)出廣闊的應用空間。

1 納米金比色法快速檢測水產環(huán)境中的重金屬研究應用

在環(huán)境污染中所屬類別中，重金屬污染區(qū)別于有機物或者生物污染，水體環(huán)境中的重污染十分嚴重且經久不退，還可以通過自然界水生生物的聚集作用而在生物體內逐漸積累，因此，長期處于重金屬污染環(huán)境中的生物體健康會受到嚴重的重金屬危害，更有甚者，還會累積成重金屬中毒。為了更好的實現(xiàn)對污染水體環(huán)境做好現(xiàn)場快速實時檢測，達到對被污染水體的及時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，國內外比較成熟而且常用的金屬離子檢測方法主要是通過在儀器設備的幫助下實現(xiàn)的，然而這些水體環(huán)境中重金屬檢測方法一般都存在樣品制備步驟復雜、受離子干擾嚴重、儀器設備價格較高、檢測時間過久等不足之處。重金屬納米金粒子因其獨特的光學性質濃度、形貌、粒徑大小的變化而變化，從而會引起表面等離子體產生共振現(xiàn)象而造成重金屬發(fā)生變化及溶液顏色的變化，在分析檢測領域已被廣泛應用。納米金粒子具有獨特的物理、化學特性及較好的生物相容性，是目前現(xiàn)有的納米材料中應用和研究最多的材料之一，其在諸多領域如生物傳感器、表面電化學分析、免疫分析、藥物傳遞以及治療等方面都具有廣闊的應用前景。納米金具有極高的消光系數和強烈的粒子間距效應，其在分散狀態(tài)下呈紅色，變?yōu)榻宦?lián)團聚狀態(tài)后呈藍色，根據水體環(huán)境中的重金屬的特性而設計出多種多樣的納米金比色法快速檢測方法[1]。由于納米金比色法具有操作簡便、成本低廉、結果肉眼可見并且靈敏度較高等優(yōu)點，隨著近年來在分析化學特別是快速檢測領域發(fā)展迅速，許多影響食品安全的有害物質可通過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中的獲得應用。

2 納米金比色法快速檢測水產環(huán)境中的重金屬研究及運用原理

納米金比色法主要是通過利用重金屬納米粒子的獨特光學性質來快速實現(xiàn)了功能化重金屬納米金粒子對汞離子、對二價錳離子、對二價銅離子進行快速靈敏檢測。具體研究內容主要包括以下三個部分：①8-羥基喹啉及草酸根功能化金納米粒子對二價汞離子的快速靈敏檢測。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。對二價汞離子與8-羥基喹啉及草酸根通過絡合作用引起金納米粒子的團聚，導致金溶膠顏色及表面等離子共振吸收發(fā)生變化，實現(xiàn)裸眼比色檢測，檢測限為0.4μm，通過紫外可見分光光度計實現(xiàn)低濃度定量檢測，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對二價汞離子有優(yōu)異的選擇性。此外，利用該體系實現(xiàn)了對實際水樣的檢測。②多聚磷酸鈉功能化的銀納米粒子對二價錳離子（Mn2+）的快速靈敏檢測。在室溫下以多聚磷酸鈉保護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。經過對實驗條件的優(yōu)化，銀納米粒子對對二價錳離子具有優(yōu)異的選擇性及靈敏度。對二價錳離子與多聚磷酸根通過絡合作用導致銀納米粒子團聚，從而引起溶膠顏色及表面等離子共振吸收的變化，以此實現(xiàn)裸眼比色檢測，檢測限為0.1μm，通過紫外可見分光光度計實現(xiàn)低濃度定量檢測，檢測限為50nm。同時，利用該體系實現(xiàn)了對實際水樣中Mn2+的檢測。③氯離子協(xié)同作用下吐溫20包裹的銀納米粒子對二價銅離子的快速靈敏檢測。在最優(yōu)實驗條件下，該體系對對二價銅離子具有優(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二價銅離子發(fā)生氧化還原反應，得到銅離子與銀粒子，然后銅離子進一步被溶解氧再氧化為對二價銅離子，氯離子再銀離子反應生成氯化銀沉淀，有助于對二價銅離子與溶液中多聚磷酸根發(fā)生循環(huán)氧化還原反應，對多聚磷酸根進行循環(huán)刻蝕[2]。導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，實現(xiàn)裸眼比色檢測，檢測限度值為50nm，通過紫外可見分光光度計實現(xiàn)低濃度定量檢測，檢測限度值為7.5nm。另一方面，通過對重金屬檢測體系的運用能夠實現(xiàn)對實際水樣中對二價銅離子的檢測。

3 總結

隨著對人們生活質量以及自然環(huán)境的重視，了解到水體環(huán)境中的貴金屬污染對人體的傷害。因此，為了避免人們受到水體重金屬的負面影響，故而經過多項測驗研究出了一種能夠快速檢測新型水體重金屬的基于納米金比色原理的新型檢測技術，歸根結底，就是因為納米金比色原理具有檢測特異性強、靈活度高、無需配套儀器、操作簡便等優(yōu)良特點，能夠在水體重金屬污染嚴重的現(xiàn)場快速的檢查并且展開相應的應急處理辦法等方面展現(xiàn)出廣闊的應用前景。上文主要是針對國內外水體環(huán)境中重金屬污染的程度來對重金屬檢測技術的發(fā)展并且運用納米金比色原理快速的對水體環(huán)境中的重金屬做出檢測，然后針對納米金比色技術的做出了研究分析，以期能夠通過闡述納米金比色技術在實際運用中存在的主要問題而探討了重金屬檢測未來發(fā)展的方向。

[1]吳紫晗，孫明.納米金比色法快速檢測水產環(huán)境中的重金屬研究.中國畜牧獸醫(yī)學會信息技術分會學術研討會.2015.

[2]白文薈，劉金釧，陳愛亮.納米金比色法在水體環(huán)境安全檢測中的應用研究進展.食品安全質量檢測學報，2014.

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2016-4-10