本發明屬于可視化檢測,具體涉及一種利用gsh-auncs為熒光探針并采用逐步檢測策略進行自來水、尿液以及血清中4種重金屬檢測的方法。
背景技術:
1、由于重金屬離子半衰期長,不可生物降解性并且可以通過直接接觸進入人體或者通過食物鏈或食物網被人體間接吸收,從而對人體健康構成嚴重威脅。一些重金屬包括鐵(fe)、銅(cu)、汞(hg)、鉻(cr)等一旦在人體積累過量,會導致急性或慢性中毒,產生嚴重的后果,可能會導致神經系統疾病、皮膚和血管損傷、免疫系統功能障礙、胃腸道和腎臟功能障礙,甚至癌癥等。許多金屬離子在生物過程和人體新陳代謝中起著重要作用,對維持生命活動很重要,但是一旦體內重金屬水平不正常,會對人體產生危害,甚至導致一些嚴重的疾病,比如fe(ⅲ)過量,與慢性肝病、腎病、糖尿病、食道癌、腸癌等有關;cu(ⅱ)與阿爾茲海默癥、帕金森、威爾遜病以及癌癥的發生密切相關;汞作為一種劇毒污染物,被世界衛生組織(who)認為是具有健康危害的十大污染物之一,對生命系統構成巨大威脅,hg(ⅱ)積累可能會引起帕金森、阿爾茲海默癥、癌癥等多種疾病的發生;cr(ⅵ)具有致癌性與高度致命性,暴露于低濃度的六價鉻環境也可能導致兒童認知缺陷、糖尿病、基因毒性和誘變甚至癌癥的發生。總而言之,重金屬污染對人類健康與生命安全構成巨大威脅,但目前傳統的重金屬檢測方法包括電感耦合等離子體-質譜法(icp-ms)、原子熒光光度法(afs)以及原子吸收光譜法(aas)等大多需要大型昂貴的儀器,需要對樣品進行預處理,分析方法成本高、分析時間長、操作復雜,而且考慮到樣品檢測環境的復雜性,因為真實的環境樣品中通常同時存在多種重金屬,亟需開發一種簡便、快速的可以同時識別和區分檢測多種重金屬的檢測方法。熒光法因其高靈敏度、檢測快速等優點而深受研究人員的青睞。但是目前大多數學者都是基于有機熒光團,鑭系金屬有機框架,量子點,共價有機框架,等離子體納米結構等材料構建熒光傳感器陣列來進行多種重金屬同時檢測,然而這些陣列傳感器大多存在高毒性、數據龐大且統計復雜等缺點。
2、熒光金納米團簇(auncs)由于其優異的光學特性,高表面積,高生物相容性,可控的電學性質,形貌功能可調性等優勢脫穎而出,在檢測和傳感領域由于高靈敏度和選擇性得到了廣泛的關注,被認為是設計傳感器的理想選擇,是一種具有很好前景的納米材料。其中巰基穩定的auncs具有小尺寸、良好的穩定性、獨特的核殼結構以及大比表面積等優異的性能,在分析檢測和生物醫藥領域表現出巨大優勢,而gsh配體保護的auncs更具剛性和穩定性。本研究采用天然三肽谷胱甘肽(gsh= γ-glu-cys-gly)作為硫醇鹽配體模型,合成低聚物au(i)?硫醇鹽配合物,然后原位生成原子au而形成的核殼結構的au(0)@au(i)-sg?ncs(記為gsh-auncs),基于fe(ⅲ)、cu(ⅱ)、hg(ⅱ)、cr(ⅵ)有效猝滅gsh-auncs的熒光,采用逐步檢測策略,構建一個“on-off-on”連續檢測四種重金屬的全新可視化檢測平臺,通過密度泛函理論計算相關金屬配合物的配位形成能探究其識別機制。因此,它提供了一種簡便快速、經濟環保的多種重金屬離子鑒別方法,在開發多樣化的多種重金屬傳感方面具有巨大潛力。進一步將可視化檢測平臺應用于復雜生物體液樣品中fe(ⅲ)、cu(ⅱ)、hg(ⅱ)、cr(ⅵ)的連續視覺檢測,發現具有高抗干擾能力(在18種金屬離子、13種陰離子以及尿液中常見22種有機小分子的抗干擾實驗揭示)、低檢測限(fe(ⅲ):87?nm,cu(ⅱ):36?nm,hg(ⅱ):32?nm,cr(ⅵ):75?nm)、快速響應(fe(ⅲ):3?min,cu(ⅱ):30?s,hg(ⅱ):3?min,cr(ⅵ):3min)。因此,它打破了多種重金屬檢測方法的繁雜瓶頸,提供了一種快速簡便、環保經濟、靈敏準確檢測四種重金屬來進行疾病早期診斷和預防的可視化檢測平臺。
技術實現思路
1、本發明的目的在于克服現有技術缺陷,提供一種快速簡便、環保經濟、靈敏準確的可視化連續檢測4種重金屬的新型納米金傳感方法
2、(1)?將1%?haucl4.3h2o(1.0-10.0?ml)和gsh(0.1?mol/l,?0.5-2.0?ml)和適量超純水混合攪拌均勻,在70?°c下回流反應過夜后冷卻至室溫得淡黃色透明溶液,再將gsh(10mmol/l)與上述合成的淡黃色透明液體按一定比例混合均勻后,在37?°c下孵育2?h,轉入透析袋透析24?h,最后冷凍干燥獲得黃色粉末,儲存在4?°c避光保存備用;
3、(2)對包括mg2+、pb2+、ca2+、zn2+等18種金屬離子、cl-、clo-、no3-、so42-等13種陰離子以及尿液中氨基酸類、尿素、尿酸等22種常見干擾物進行抗干擾實驗。將制備的gsh-auncs復溶于醋酸鹽緩沖液(0.2?mol/l,ph=4.0)中,取gsh-auncs(1.5-3.0?ml)于離心管中,分別加入0.3-1.0?ml上述不同干擾物的溶液(對常見含量高的離子包括k+、ca2+、na+、mg2+、no3-、cl-、co32-、hco3-、so42-采用檢測離子的10倍濃度,即10?mmol/l,其它物質均采用濃度為1mmol/l),混勻后掃描熒光光譜,再連續分別加入0.2-1.0?ml濃度均為10?mmol/l的檸檬酸鈉(sc)、乙二胺四乙酸二鈉(edta-2na)、半胱氨酸(cys)、鹽酸羥胺(hh),每加入一種掩蔽試劑都掃描一次熒光光譜;
4、(3)?將制備的gsh-auncs復溶于醋酸鹽緩沖液(0.2?mmol/l,ph=4.0)中。取gsh-auncs?(1.5-3.0?ml)于離心管中,分別加入0.3-1.0?ml不同濃度(0.1?μmol/l、1.0?μm、5.0μmol/l、10.0?μmol/l、50.0?μmol/l、100.0?μmol/l、150.0?μmol/l、200.0?μmol/l)的含fe3+、cu2+、hg2+、cr2o72-4種重金屬離子混合溶液,混勻后用cary?eclipse熒光分光光度計測量熒光光譜,再連續分別加入0.2-1.0?ml濃度均為10?mm的sc、edta-2na、cys、hh,每加入一種掩蔽試劑后都測量一次熒光光譜,以濃度為橫坐標,熒光重現率(rq2-rq1)為縱坐標作線性關系圖;
5、(4)?對自來水、尿液和血清實際樣品進行加標分析。血清使用5%三氯乙酸進行脫蛋白處理,再用去離子水將上清液稀釋至10倍;尿液樣品直接用去離子水稀釋至10倍;自來水無需進一步處理,采用熒光光譜儀進行熒光測定;
1.一種基于新型gsh-auncs可視化逐步檢測4種重金屬的檢測方法,包括如下步驟:
2.如權利要求1所述的方法,其特征在于:所述步驟(1)中1%?haucl4.3h2o為1-10?ml,0.1?mol/lgsh為0.5-2?ml;透析24?h;冷凍干燥獲得黃色粉末。
3.如權利要求1所述的方法,其特征在于:所述步驟(2)中gsh-auncs復溶于醋酸鹽緩沖液(0.2?mol/l,ph=4.0);gsh-auncs為1.5-3?ml;干擾物為0.3-1?ml;四種掩蔽試劑sc、edta-2na、cys、hh均為10?mmol/l,0.2-1?ml。
4.如權利要求1所述的方法,其特征在于:所述步驟(3)中0.3-1?ml不同濃度的含fe3+、cu2+、hg2+、cr2o72-?4種重金屬離子混合溶液;采用cary?eclipse熒光分光光度計測量熒光光譜。
5.如權利要求1所述的方法,其特征在于:所述步驟(4)中是使用5%三氯乙酸進行脫蛋白處理,再用去離子水將上清液稀釋至10倍;尿液樣品直接用去離子水稀釋至10倍。