本發(fā)明屬于納米傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無需光譜儀的納米金二維液相比色定量分析方法。

背景技術(shù)：

以納米金為比色探針的液相比色分析法具有操作簡單、成本經(jīng)濟(jì)、通過分析物介導(dǎo)納米金團(tuán)聚使得其溶液顏色發(fā)生由紅至藍(lán)變化即可實(shí)現(xiàn)高靈敏目視定性或半定量檢測等突出優(yōu)點(diǎn)，長期以來備受分析工作者的青睞。在幾乎所有的現(xiàn)有納米金液相比色分析方法中，目標(biāo)分析物的濃度被轉(zhuǎn)換成均相反應(yīng)溶液的顏色種類或強(qiáng)度后進(jìn)行分析。由于納米金溶液的顏色種類（紅色或藍(lán)色）與強(qiáng)度僅是最終反應(yīng)溶液的一維信息，現(xiàn)有的納米金液相比色分析方法可統(tǒng)稱為一維納米金液相比色分析法。盡管一維納米金液相比色法具有前述諸多優(yōu)點(diǎn)，它們的美中不足之處主要在于必須借助紫外-可見分光光度計(jì)等光譜儀才能進(jìn)行分析物的定量檢測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無需光譜儀的納米金二維液相比色定量分析方法。

本發(fā)明的思路：研究顯示水溶液中半胱胺可介導(dǎo)納米金團(tuán)聚，使得均相的納米金溶液的顏色發(fā)生由紅至藍(lán)的顯著變化。本發(fā)明中先將含有半胱胺的水溶液與同水互溶且密度大于1g/ml（25℃）的有機(jī)溶劑等體積混合，隨后滴加到表面呈負(fù)電荷性質(zhì)的納米金紅色溶液中。由于有機(jī)溶劑攜帶著大多數(shù)的半胱胺分子快速沉積到納米金溶液底部，因此半胱胺通過巰基-金化學(xué)與靜電吸附作用誘導(dǎo)納米金的團(tuán)聚主要發(fā)生在反應(yīng)溶液底部，最終得到獨(dú)特的上層紅色-下層藍(lán)色的雙色混合溶液。上層主要為密度較小的水相，且因含有大量分散的未團(tuán)聚的納米金而保持原始紅色；下層主要為密度較大的有機(jī)相，且因含有大量的團(tuán)聚的納米金而呈現(xiàn)藍(lán)色。更為重要的是，所使用有機(jī)溶劑可進(jìn)一步作為雙色分層智能調(diào)節(jié)劑?！爸悄堋笔侵鸽S著半胱胺濃度的增大，最終形成的雙色混合溶液中藍(lán)色溶液的長度隨之增大。因此，在不需要使用任何專業(yè)儀器或設(shè)備的情況下，僅僅通過肉眼目視觀察、量測藍(lán)色溶液的長度（除了溶液顏色與強(qiáng)度等第一維信息以外的第二維信息），即可實(shí)現(xiàn)半胱胺分析物或以半胱胺為小分子探針的其他目標(biāo)分析物的定量檢測。

具體步驟為：

步驟一，將含有半胱胺的水溶液與有機(jī)溶劑等體積混合后，滴加到裝有表面呈負(fù)電荷性質(zhì)的納米金紅色溶液的透明試管中。

步驟二，肉眼目視觀察、量測透明試管中下層藍(lán)色溶液的長度，該長度的大小與半胱胺濃度呈正相關(guān)，即完成目標(biāo)分析物的目視定量檢測。

所述有機(jī)溶劑與水互溶，且25℃下密度大于1g/ml。

所述表面呈負(fù)電荷性質(zhì)的納米金通過以下任意一種方式獲得：納米金在原位合成中表面吸附了還原劑的陰離子或者納米金合成完成后被進(jìn)一步修飾上可電離呈負(fù)電荷性質(zhì)的分子。

所述透明試管為外壁有刻度的透明試管或外壁沒有刻度的透明試管，透明試管的材質(zhì)是塑料或玻璃；當(dāng)透明試管的外壁有刻度時，量測透明試管中下層藍(lán)色溶液的長度是通過直接讀取與藍(lán)色溶液長度相關(guān)的透明試管外壁上的刻度來完成；當(dāng)透明試管的外壁沒有刻度時，量測透明試管中下層藍(lán)色溶液的長度是通過使用直尺在透明試管外壁上量測試管中藍(lán)色溶液的長度來完成。

所述目標(biāo)分析物為半胱胺自身或者與半胱胺濃度相關(guān)的物質(zhì)，即所涉及化學(xué)或生物反應(yīng)中以半胱胺為小分子探針的其他物質(zhì)。

與現(xiàn)有的納米金液相比色分析方法相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于：1）檢測過程依然簡單，未經(jīng)專業(yè)技能培訓(xùn)的操作人員也能開展實(shí)驗(yàn)；2）僅憑肉眼觀察或簡單使用價格低廉的直尺代替紫外-可見分光光度計(jì)等光譜儀進(jìn)行定量信號讀取，顯著降低分析成本；3）可直接推廣應(yīng)用于臨床診斷、醫(yī)學(xué)研究、食品安全、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中各種樣本中半胱胺分析物或使用半胱胺為小分子探針的目標(biāo)物的簡單低成本免儀器定量檢測，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2中無需光譜儀的納米金二維液相比色定量分析方法的原理示意圖。

圖中標(biāo)記：1-透明試管；2-透明試管外壁上的刻度；3-含有分散納米金的紅色溶液；4-納米金；5-甲酰胺；6-半胱胺；7-半胱胺介導(dǎo)生成的納米金團(tuán)聚物；8-含有納米金團(tuán)聚物的藍(lán)色溶液；9-肉眼。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中無需光譜儀的納米金二維液相比色定量分析方法分析1μm半胱胺樣品時所得結(jié)果（a）與空白樣品（不含半胱胺的超純水）所得結(jié)果（b）的比較圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中使用無需光譜儀的納米金二維液相比色定量分析方法分析一系列不同濃度的半胱胺樣品時所得藍(lán)色溶液長度（透明試管外壁上的刻度值，nbar）與半胱胺濃度的log值（log(c[cysteamine])）之間的工作曲線。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例將對本發(fā)明予以進(jìn)一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。

實(shí)施例1:

本實(shí)施例使用無需光譜儀的納米金二維液相比色定量分析方法分析1μm半胱胺水溶液樣品（a）和空白樣品（不含半胱胺的超純水，b）。

具體實(shí)施過程如下：

如圖1所示，本實(shí)施例的具體步驟為：步驟一，將15μl1μm半胱胺溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制）與15μl甲酰胺（可與水互溶、25℃下密度為1.134g/ml）混合，隨后將該混合溶液滴加到裝有100μl納米金（粒徑約15nm，由檸檬酸鈉還原氯金酸制得，且制備好的金納米顆粒表面因吸附了檸檬酸根陰離子而呈負(fù)電荷性）紅色溶液的外壁有刻度的塑料透明試管中；步驟二，肉眼目視觀察、直接讀取與透明試管中藍(lán)色溶液長度相關(guān)的透明試管外壁上的刻度，該長度的大小與半胱胺濃度呈正相關(guān)，即完成半胱胺的目視定量檢測。

根據(jù)相同的步驟檢測分析空白樣本，即超純水（電阻率為18.2mω·cm），并目視觀察試管中溶液的顏色變化。從圖2可以看出，檢測空白樣本時得到的是整體呈現(xiàn)紅色的混合溶液（b）。這是因?yàn)榭瞻讟颖局胁淮嬖诎腚装?，所以沒有藍(lán)色的納米金團(tuán)聚物生成。另一方面，當(dāng)檢測1μm半胱胺溶液時，可以明顯觀察到試管中形成了獨(dú)特的上層紅色-下層藍(lán)色的雙色混合溶液（a）。這是因?yàn)閷腚装啡芤号c同水互溶且密度為1.134g/ml（25℃）的甲酰胺等體積混合后滴加到納米金紅色溶液中時，因大多數(shù)半胱胺隨甲酰胺沉積到該溶液底部，使得其通過巰基-金化學(xué)與靜電吸附作用誘導(dǎo)納米金的團(tuán)聚主要發(fā)生在反應(yīng)溶液底部，最終得到獨(dú)特的上層紅色-下層藍(lán)色的雙色混合溶液。上層主要為密度較小的水相，且因含有大量分散的未團(tuán)聚的納米金而保持原始紅色；下層主要為密度較大的甲酰胺有機(jī)相，且因含有大量的團(tuán)聚的納米金而呈現(xiàn)藍(lán)色。圖2中的對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新方法切實(shí)可行。

實(shí)施例2:

本實(shí)施例使用無需光譜儀的納米金二維液相比色定量分析方法分析濃度范圍為1.3~80μm的半胱胺水溶液樣品。

具體實(shí)施過程如下：

如圖1所示，本實(shí)施例中檢測每個半胱胺樣品的具體步驟為：步驟一，將15μl1μm半胱胺溶液（由電阻率為18.2mω·cm的超純水配制）與15μl甲酰胺（可與水互溶、25℃下密度為1.134g/ml）混合，隨后將該混合溶液滴加到裝有100μl納米金（粒徑約15nm，由檸檬酸鈉還原氯金酸制得，且制備好的金納米顆粒表面因吸附了檸檬酸根陰離子而呈負(fù)電荷性）紅色溶液的外壁有刻度的塑料透明試管中；步驟二，肉眼目視觀察、直接讀取與透明試管中藍(lán)色溶液長度相關(guān)的透明試管外壁上的刻度。將所有半胱胺樣品的藍(lán)色溶液長度值（即透明試管外壁上的刻度值，nbar）對半胱胺濃度的log值（log(c[cysteamine])）作圖（圖3），即完成半胱胺的目視定量檢測。

由圖3可知，隨著半胱胺濃度的增加，相應(yīng)的試管中藍(lán)色溶液的長度值（即透明試管外壁上的刻度值）逐漸增大。這是因?yàn)椋?dāng)半胱胺濃度較大時，該金屬離子可誘導(dǎo)較多的納米金生成較大濃度的藍(lán)色團(tuán)聚物，直接表現(xiàn)在試管中具有更大長度的藍(lán)色溶液。此外，圖3顯示，藍(lán)色溶液的長度值（透明試管外壁上的刻度值，nbar）與半胱胺濃度的log值（log(c[cysteamine])）在1.3~80μm范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。