利用纳米金比色法快速检测水中重金属的研究进展

莫夏玲

（广西南宁市邕检科技有限公司 530000）

利用纳米金比色法快速检测水中重金属的研究进展

莫夏玲

（广西南宁市邕检科技有限公司 530000）

随着社会经济的发展，工业化进程的加剧，工业废水污水的排放导致环境受到了严重的污染，并且水体环境中重金属严重超标，这对人类身体健康造成了一定的威胁，水体中重金属污染程度已经引起了人们的重视，但是随着经济发展的需要，重金属对水体的污染已经呈现出愈发严重的现象，本文综述了纳米金比色法的原理及其在食品安全各类污染物中的检测应用，并总结了该方法面临的问题，提出了将来的发展方向。

纳米金比色法；重金属；研究进展

水体环境中重金属超标会在一定程度上造成环境污染，并且能够对人体健康造成负面影响。目前水体环境中重金属污染已经十分常见并且还有逐渐严重的趋势。随着科技的发展，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也迅速得到发展，并因其具有检测特异性强、灵敏度高、无需配套仪器、操作简便等优势能在水体重金属污染方面事件中展现出广阔的应用空间。

1 纳米金比色法快速检测水产环境中的重金属研究应用

在环境污染中所属类别中，重金属污染区别于有机物或者生物污染，水体环境中的重污染十分严重且经久不退，还可以通过自然界水生生物的聚集作用而在生物体内逐渐积累，因此，长期处于重金属污染环境中的生物体健康会受到严重的重金属危害，更有甚者，还会累积成重金属中毒。为了更好的实现对污染水体环境做好现场快速实时检测，达到对被污染水体的及时治理并且保证自然生态的健康发展的目的具有重要意义。目前而言，国内外比较成熟而且常用的金属离子检测方法主要是通过在仪器设备的帮助下实现的，然而这些水体环境中重金属检测方法一般都存在样品制备步骤复杂、受离子干扰严重、仪器设备价格较高、检测时间过久等不足之处。重金属纳米金粒子因其独特的光学性质浓度、形貌、粒径大小的变化而变化，从而会引起表面等离子体产生共振现象而造成重金属发生变化及溶液颜色的变化，在分析检测领域已被广泛应用。纳米金粒子具有独特的物理、化学特性及较好的生物相容性，是目前现有的纳米材料中应用和研究最多的材料之一，其在诸多领域如生物传感器、表面电化学分析、免疫分析、药物传递以及治疗等方面都具有广阔的应用前景。纳米金具有极高的消光系数和强烈的粒子间距效应，其在分散状态下呈红色，变为交联团聚状态后呈蓝色，根据水体环境中的重金属的特性而设计出多种多样的纳米金比色法快速检测方法[1]。由于纳米金比色法具有操作简便、成本低廉、结果肉眼可见并且灵敏度较高等优点，随着近年来在分析化学特别是快速检测领域发展迅速，许多影响食品安全的有害物质可通过直接或间接的作用影响纳米金的聚合状态，从而使纳米金比色法在食品安全检测中的获得应用。

2 纳米金比色法快速检测水产环境中的重金属研究及运用原理

纳米金比色法主要是通过利用重金属纳米粒子的独特光学性质来快速实现了功能化重金属纳米金粒子对汞离子、对二价锰离子、对二价铜离子进行快速灵敏检测。具体研究内容主要包括以下三个部分：①8-羟基喹啉及草酸根功能化金纳米粒子对二价汞离子的快速灵敏检测。室温下以PVP包裹、草酸钠还原制得粒径为20nm左右、分散性良好的球形草酸根功能化金钠米粒子。对二价汞离子与8-羟基喹啉及草酸根通过络合作用引起金纳米粒子的团聚，导致金溶胶颜色及表面等离子共振吸收发生变化，实现裸眼比色检测，检测限为0.4μm，通过紫外可见分光光度计实现低浓度定量检测，且最低检出浓度为10nm。且该功能化草酸根功能化金钠米粒子对对二价汞离子有优异的选择性。此外，利用该体系实现了对实际水样的检测。②多聚磷酸钠功能化的银纳米粒子对二价锰离子（Mn2+）的快速灵敏检测。在室温下以多聚磷酸钠保护及功能化制备银纳米粒子，粒径10nm左右，形状为球形，分散性良好。经过对实验条件的优化，银纳米粒子对对二价锰离子具有优异的选择性及灵敏度。对二价锰离子与多聚磷酸根通过络合作用导致银纳米粒子团聚，从而引起溶胶颜色及表面等离子共振吸收的变化，以此实现裸眼比色检测，检测限为0.1μm，通过紫外可见分光光度计实现低浓度定量检测，检测限为50nm。同时，利用该体系实现了对实际水样中Mn2+的检测。③氯离子协同作用下吐温20包裹的银纳米粒子对二价铜离子的快速灵敏检测。在最优实验条件下，该体系对对二价铜离子具有优异的选择性及灵敏度。在室温下吐温20保护制备分散性良好、粒径约为20nm的球形银纳米粒子，利用在酸性环境下银纳米粒子可与对二价铜离子发生氧化还原反应，得到铜离子与银粒子，然后铜离子进一步被溶解氧再氧化为对二价铜离子，氯离子再银离子反应生成氯化银沉淀，有助于对二价铜离子与溶液中多聚磷酸根发生循环氧化还原反应，对多聚磷酸根进行循环刻蚀[2]。导致多聚磷酸根粒径及溶胶浓度的变化，使得银溶胶颜色及表面等离子共振吸收发生变化，实现裸眼比色检测，检测限度值为50nm，通过紫外可见分光光度计实现低浓度定量检测，检测限度值为7.5nm。另一方面，通过对重金属检测体系的运用能够实现对实际水样中对二价铜离子的检测。

3 总结

随着对人们生活质量以及自然环境的重视，了解到水体环境中的贵金属污染对人体的伤害。因此，为了避免人们受到水体重金属的负面影响，故而经过多项测验研究出了一种能够快速检测新型水体重金属的基于纳米金比色原理的新型检测技术，归根结底，就是因为纳米金比色原理具有检测特异性强、灵活度高、无需配套仪器、操作简便等优良特点，能够在水体重金属污染严重的现场快速的检查并且展开相应的应急处理办法等方面展现出广阔的应用前景。上文主要是针对国内外水体环境中重金属污染的程度来对重金属检测技术的发展并且运用纳米金比色原理快速的对水体环境中的重金属做出检测，然后针对纳米金比色技术的做出了研究分析，以期能够通过阐述纳米金比色技术在实际运用中存在的主要问题而探讨了重金属检测未来发展的方向。

[1]吴紫晗，孙明.纳米金比色法快速检测水产环境中的重金属研究.中国畜牧兽医学会信息技术分会学术研讨会.2015.

[2]白文荟，刘金钏，陈爱亮.纳米金比色法在水体环境安全检测中的应用研究进展.食品安全质量检测学报，2014.

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1004-7344（2016）12-0248-01

2016-4-10