重金屬離子中磁性熒光納米探針的應(yīng)用研究

黎永志 胡艷清 桂方海

【摘 要】重金屬離子有著很強(qiáng)的毒性，人類和動植物體內(nèi)如果吸收重金屬含量過多，就會產(chǎn)生生命危險。因此，加強(qiáng)重金屬離子的檢測非常重要。本文主要介紹了幾種磁性熒光納米探針檢測重金屬離子的例子，望有所借鑒意義，以供參考。

【關(guān)鍵詞】重金屬離子;磁性熒光納米探針;應(yīng)用

中圖分類號：TS20 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、引言

金屬離子熒光分子探針實際上就是一種傳感器，只不過它在傳統(tǒng)的傳感器上增加了熒光技術(shù)和目標(biāo)識別功能，如果被檢測的物質(zhì)中含有識別基團(tuán)的熒光分子，當(dāng)其和金屬離子發(fā)生反應(yīng)時，金屬離子熒光分子探針就會發(fā)出相應(yīng)的信號，從而將重金屬離子檢測出來。

二、汞離子磁納米熒光探針

K.Kim [1]等報道了一種新型的羅丹明衍生物修飾的磁性納米粒子 1（圖1），這個探針主要用來檢測貢離子，并可以實現(xiàn)對汞離子的有效分離。如果被檢測的物質(zhì)中含有汞離子，就會形成羅丹明—大環(huán)多胺共軛體系，從而使熒光效果更強(qiáng)。并且，即使被檢測物質(zhì)中還有多種金屬離子，使用該探針仍舊能夠?qū)⒐x子檢測和分離出來，這對材料檢測行業(yè)和環(huán)境保護(hù)行業(yè)都具有明顯的幫助。

M.Park[2] 等設(shè)計合成了一個萘酰亞胺修飾的Fe3O4@SiO2磁性納米探針2（圖2），該探針也可以對汞離子進(jìn)行檢測與分離。將含有汞離子的溶液用該探針進(jìn)行檢測，熒光會逐漸消失，待熒光完全消失后，再向其中加入EDTA，熒光又會逐漸重現(xiàn)。該探針在檢測時不需要較長的相應(yīng)時間，通常只需要60s。另外，溶液的酸堿性也會對探針的熒光效果產(chǎn)生一定的影響，一般溶液的pH值如果是在6-11范圍內(nèi)，那么熒光強(qiáng)度變化不明顯，當(dāng)溶液中含有汞離子時，pH值在4-11范圍內(nèi)熒光強(qiáng)度變化非常大，這也說明此探針在pH值大于4時可以作為汞離子化學(xué)傳感器和吸附劑。

三、銅離子磁納米熒光探針

M.Park[3]等研究了硝基苯并呋喃修飾的Ni@SiO2核殼磁性納米粒子 3（圖3），該探針主要用來檢測銅離子。應(yīng)用此探針進(jìn)行檢測時需要使用呈中性的MOPS緩沖液，一般會出現(xiàn)一個比較明顯的吸收峰和發(fā)射峰，吸收峰位于光譜的460nm處，而發(fā)射峰則位于530nm處。此探針與萘酰亞胺修飾的Fe3O4@SiO2磁性納米探針2具有同樣的實驗效果，即當(dāng)溶液中有銅離子存在時，熒光強(qiáng)度會逐漸消失，再加入EDTA，熒光效果又會重現(xiàn)。該探針還具有另一個明顯的優(yōu)勢，就是其可以重復(fù)使用。

使用含3探針的短柱子來分離水和血液中的銅離子來計算其吸附能力。將含10×10-6銅離子的1mL水加入到填裝了探針3的柱子中，用MOPS緩沖溶液為洗脫劑以1mL/min速度進(jìn)行洗脫。通過ICP-MS分析水中或者血樣中剩余的銅離子濃度來判斷分離效果。結(jié)果顯示，使用此探針進(jìn)行銅離子分離后，血液中的銅離子含量得到了顯著降低，只剩5%，這也進(jìn)一步證明了含3探針檢測重金屬離子的有效性。

四、結(jié)語

綜上所述，應(yīng)用磁性熒光納米探針能夠有效檢測出重金屬離子，這不僅對生物領(lǐng)域和環(huán)境領(lǐng)域有著重大幫助，還在很大程度上降低了重金屬離子對人類的危害，有利于促進(jìn)人類社會的健康、可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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