Colorimetric determination of copper( II ) ions using gold nanoparticles as a probe

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1、比色测定铜(II)离子利用金纳米粒子作为探针Colorimetricdeterminationofcopper(II)ionsusinggoldnanoparticlesasaprobe铜是一种剧毒环境污染物生物积累性属性。因此，非常需要开发一种简单，敏感，和选择性测定为铜离子。于此，对于铜离子具有高的选择性和灵敏度使用金粒子（AuNPs）的比色传感器呈现。金纳米粒子首先由聚乙烯吡咯烷酮（PVP）稳定化。2-巯基苯并咪唑（MBI）会导致PVP的凝集稳定的金纳米颗粒（PVP-金纳米粒子）为配体巯自组装金纳米粒子的表面上。这将导致的颜色

2、变化，从红色到紫色。与此相反，在添加铜离子，MBI将只响应铜离子。这将阻止巯配体组装和金纳米粒子保持单分散，呈现红色。因此，采取这种机制，一个“紫色到红色的”比色检测策略可以建立铜离子检测的优势。这个策略，铜离子的浓度可用肉眼或用紫外可见分光法进行检测，以及铜离子的检测限为5mM和0.5mM。此外，该方法显示了对许多其他的金属离子，和实际水样适用性优异的抗干扰能力。总之，这些优点使该法简单而结实，因此有望用于现场水质检测。1.简介检测和识别的金属离子是在两种环境监测和临床研究的重要课题。铜，一个重要的辅因子对许多蛋白质的酶在活的生物

3、体，是所需的多种功能，包括骨形成，细胞呼吸，和结缔组织发展的必要和显著微量营养素。然而，高浓度的铜离子可能会导致不利的影响在生物体，导致胃肠道不适，肝或肾损害，和严重的神经变性疾病。铜在由美国环境保护局（EPA）设置饮用水所允许的最大电平为1.3ppm的（〜20μM）。尽管如此，铜仍是环境污染物的主要成分之一，由于其广泛的应用在农业和行业。因此，它已成为日益重要的是建立高度敏感和有效的方法以监测在水中的Cu2+的水平。迄今为止，各种高效和可再现的方法，例如原子吸收光谱法，电感耦合等离子体质谱法（ICPMS），量子点为基础的测定法，电

4、化学传感器，荧光传感器，比色检测，和表面增强拉曼光谱已经开发了用于检测铜离子。在这些开发的方法，比色化学传感器，引起了各界的关注，近年来他们的简单和便于观察用肉眼而不需要复杂的仪器。基于贵金属纳米粒子，尤其是黄金纳米粒子（纳米金）色传感器，可以提供简单，快速，灵敏度高，选择性识别各种分析物包括蛋白质，癌细胞，小分子和金属离子的有吸引力的方法。然而，大多数金纳米粒子系测定法Cu2+的检测依赖于金纳米粒子与特异性结合配体，进行修改，即，靶介导的交联金纳米粒子，这是经常参与有毒化学试剂，费时反应和概念繁琐的净化。例如，江报到Cu2+的检测

5、使用叠氮化物和炔烃功能化纳米金在水溶液中通过点击化学的方法，和铜离子的通过肉眼检测到的最小浓度大约为50μM。然而，这种方法需要一系列复杂的修改程序，以制备官能化金纳米粒子，并过夜温育以促进聚合，这使得该检测方法更加复杂和费时。凯拉萨等。已经证明纳米金装饰有多巴胺二硫代氨基甲酸为水样中的比色检测的Cu2+离子的应用。然而，当金纳米粒子的表面进行装饰，与多巴胺二硫代氨基甲酸，该纳米金会被聚集和裸金纳米粒子的颜色会从红色变为紫色。此外，在低灵敏度（1mM的由眼睛视力和14.9毫由紫外-可见光谱）将限制了该方法的应用。米尔金的研究小组报告

6、了比色铜离子传感器基于DNA官能化金纳米粒子。检测限（LOD）测定的极限是20毫米。然而，这种纳米金为基础的检测依赖于金纳米粒子与特异性配体的修饰。此外，这种方法需要交替温度在实验过程中，与检测限值为高（20μM）。为了避免复杂而繁琐的合成的配体改性的金纳米粒子，基于抗聚集或金纳米粒子再分散机构最近被采用，以控制纳米金聚合一种很好的替代方式的测定法。空间稳定的配体稳定的金纳米粒子的损失是通常的主要方法之一来诱导胶体聚集在非交联机制。由抗聚集金纳米粒子与使用通常可获得的有机小分子2-巯基苯（MBI）的装置简便，灵敏及选择性检测铜离子。

7、MBI是亚硫脲基化合物家族中的重要成员，并且它一直被称为作为缓蚀剂用于金属的保护。它有效地通过对金属的化学吸附层的形成保护各种侵蚀性环境的金属，如铜。MBI拥有终端巯基部分，因此，它可以绑定到的金纳米粒子通过金-硫键的表面，并形成了MBI功能化的的金纳米粒子。还MBI为疏水性的，这会诱发的金纳米粒子的聚集。据报道，Cu离子显示朝向MBI有很强的亲和力。利用铜离子的这种独特属性的，我们设计了一种新的，轻便和比色传感器，用于检测铜离子基于的金纳米粒子的抗聚集，通过与MBI铜离子和的金纳米粒子之间的竞争结合。PVP稳定的金纳米粒子进行了首

8、次制备和MBI作为聚集剂。大多数以前的方法是基于这样的事实，的金纳米粒子通过粒子间的交联在铜离子中，的金纳米粒子溶液的变化，然后从红色到紫色或蓝色的颜色的存在诱导聚合。然而，在我们的方法中，铜离子的检测是通过中断诱导MBI金纳米颗粒，