L-丝氨酸修饰金纳米粒子对铀(Ⅵ)的比色检测

马儒超 韩琪胜 张文龙 周志伟

(东华理工大学,江西 南昌 330013)

引言

铀是自然界中最重的放射元素，尽管含量比较低，但是在地壳中的分布却很广，以铀为基础的战略核武器和核电在国防和能源领域方面已日趋重要[1]。随着铀越来越广泛地被使用在核电厂中，甚至于军事用途中，大规模的铀矿开采以及铀矿处理过程产生了许多废弃的残留物，铀及其衰变的产物可以通过这些废弃物和水的作用而进入环境中。已有研究表明，铀核素根据其形态不同，可经过呼吸道、皮肤、直接照射和生物循环经食物链等途径进入人体，引发白血病等癌症和一些肝脏、神经系统疾病[2]。因此，对铀矿、铀矿渣堆放处、核电站及其周围空气和水体中铀含量的快速监控对人体健康、生产安全、环境保护具有极其重要的意义。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

TU-1810紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司)；氯金酸(HAuCl4·4H2O)(国药集团化学试剂有限公司)，硼氢化钠(国药集团化学试剂有限公司)，硫普罗宁(国药集团化学试剂有限公司)；其他试剂均为分析纯，实验用水为超纯水。

1.2 纳米金的制备及修饰

实验采用硼氢化钠还原法制备L-丝氨酸修饰的金纳米粒子。在250 mL圆底烧瓶中加入100mL 1mM HAuCl4·4H2O溶液，随后加入5 mL 1 mM 硼氢化钠溶液，缓慢搅拌10min。最后，将2 mL 0.1mol/L硼氢化钠溶液缓慢加入至上述溶液中，该过程溶液由淡黄色转变为红色。继续搅拌3 h直至溶液颜色变化稳定，产物于4℃下保存备用。

2 结果与讨论

2.1 方法的可行性研究

Figure 1. Strategy using L-Ser-AuNPs colormetry

Figure 2. UV-vis spectra of (a)as-prepared L-Ser-AuNPs and (b) after the addition of 150 μM solution,the inset image is the colorimetric response

2.2 L-Ser-AuNPs对的最佳响应条件

Figure 3. pH-Dependent changes ofabsorption coefficients ratio (A650/A524)in the (a) absence and (b) presence of (150 μM)

Figure 4. Time-dependent absorption coefficients ratio (A650/A524) in the (a) absence and (b) presence of (150μM)

2.3 L-Ser-AuNPs对浓度的线性检测

Figure5. Concentration-dependent extinction spectra for the L-Ser-AuNPs under the optimized conditions.

2.4 离子干扰

Figure6 A650/A524 ratios of L-Ser-AuNPs in the presence of different ions (150μM).

3 结论

[1]林燕,世界核电发展及铀供需形势.电器工业,2010(6):53-58.

[2]邓冰,刘宁,王和义，蒋树斌,铀的毒性研究进展.中国辐射卫生,2010.19(1):113-116.

[3]J, Boyle E A. Low blank preconcentration technique for the determination of lead, copper, and cadmium in small-volume seawater samples by isotope dilution ICPMS[J]. Analytical Chemistry,1997,69(13): 2464-2470.

[4]Herzog G, Arrigan D W M. Comparison of 2‐mercaptoethane sulfonate and mercaptoacetic acid disorganized monolayer‐coated electrodes for the detection of copper via underpotential deposition‐stripping voltammetry[J].Electroanalysis,2003,15(15‐16):1302-1306.

[5]Chan M S, Huang S D. Direct determination of cadmium and copper in seawater using a transversely heated graphite furnace atomic absorption spectrometer with Zeeman-effect background corrector[J].Talanta, 2000,51(2):373-380.

[6]Ravindran A, Elavarasi M, Prathna T C, et al. Selective colorimetric detection of nanomolar Cr (VI) in aqueous solutions using unmodified silver nanoparticles[J]. Sensors and Actuators B: Chemical,2012,166:365-371.