本發(fā)明涉及化學(xué)檢測領(lǐng)域，特別提供了一種用于檢測水溶液中Hg²⁺的試劑組合物、試劑溶液及其制備方法和檢測方法。

背景技術(shù)：

汞，作為最典型的有毒重金屬之一，由于其在環(huán)境中的累積和毒性，已經(jīng)被廣泛認為是最危險的環(huán)境污染物和毒性很高的元素。在無機自然界的水環(huán)境里，汞最普遍的存在形式為Hg²⁺。長期攝入含高濃度Hg²⁺的飲用水，會對人類的中樞神經(jīng)系統(tǒng)和其他有機組織產(chǎn)生嚴重的永久性損害。鑒于Hg的生物累積性、不可降解性以及其全球性循環(huán)對人類健康的威脅，設(shè)計新的、靈敏的Hg²⁺檢測工具最終可以幫助預(yù)防和降低Hg²⁺的危害。

在基于金納米粒子的檢測技術(shù)中，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公開了多種在水溶液中檢測Hg²⁺的方法，如基于金納米粒子(AuNPs)的比色方法(化學(xué)通訊，Chem.Commun.，2007，12,1215～1217)以及與其他技術(shù)聯(lián)用(分析化學(xué)，Anal.Chem.，2008，80,6805～6808)等方法?，F(xiàn)有技術(shù)從檢測原理上，都是將金屬離子識別配體修飾于AuNPs表面，利用識別分子作為金屬離子的接受分子來實現(xiàn)其檢測目的。因此，上述檢測方法的靈敏度和選擇性主要依賴于這些金屬離子識別分子的性質(zhì)，而AuNPs在檢測過程中僅起到了輔助作用。因此，這就使得上述方法存在一些共性的缺點，如靈敏度低和選擇性差等，也使其在應(yīng)用上與其他光學(xué)方法如熒光法和化學(xué)發(fā)光法相比，缺乏競爭力。

因此，如何提高金納米粒子在水溶液中檢測Hg²⁺的檢測靈敏度和選擇性，成為人們亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于檢測水溶液中Hg²⁺的試劑組合物、試劑溶液及其制備方法和檢測方法，以至少解決以往基于金納米粒子體系檢測Hg²⁺存在靈敏度低、選擇性差等問題。

首先，本發(fā)明提供了一種用于檢測水溶液中Hg²⁺的試劑組合物，該試劑組合物包括：金納米粒子與哌嗪衍生物。

優(yōu)選，所述金納米粒子與所述哌嗪衍生物的摩爾比為1：(5×10⁴～1×10⁹)。

進一步優(yōu)選，所述金納米粒子的粒徑為1～100nm。

進一步優(yōu)選，所述金納米粒子為檸檬酸根修飾的金納米粒子或碳酸根修飾的金納米粒子。

進一步優(yōu)選，所述哌嗪衍生物為含端位羥基的哌嗪衍生物。

進一步優(yōu)選，所述哌嗪衍生物為4-羥乙基哌嗪乙磺酸或3-(羥乙基哌嗪)-2-羥基丙磺酸。

進一步優(yōu)選，所述檸檬酸根修飾的金納米粒子按照以下方法制備而成：

將金的前驅(qū)體、檸檬酸鈉與水混合加熱進行水熱反應(yīng)，得到檸檬酸根修飾的金納米粒子。

進一步優(yōu)選，所述碳酸根修飾的金納米粒子按照以下方法制備而成：

將金的前驅(qū)體、碳酸鉀、硼氫化鈉與水混合，反應(yīng)，得到碳酸根修飾的金納米粒子。

其次，本發(fā)明還提供了一種用于檢測水溶液中Hg²⁺的試劑溶液，所述試劑溶液由上述任意一種試劑組合物和水組成。

再次，本發(fā)明還提供了一種上述用于檢測水溶液中Hg²⁺的試劑溶液的制備方法，該制備方法包括如下步驟：

1)將金納米粒子加入到水中，得到金納米粒子的水溶液；

2)將哌嗪衍生物加入到水中，得到哌嗪衍生物的水溶液；

3)將步驟1)中所述金納米粒子的水溶液與步驟2)中所述哌嗪衍生物的水溶液混合，得到檢測水溶液中Hg²⁺的試劑溶液。

優(yōu)選，步驟1)中所述金納米粒子的水溶液中金納米粒子的濃度為0.1～20nmol/l。

進一步優(yōu)選，步驟2)中所述哌嗪衍生物的水溶液中哌嗪衍生物的濃度為5～100mmol/l，且所述哌嗪衍生物的水溶液pH值為7.0～8.5。

進一步優(yōu)選，步驟3)中所述金納米粒子的水溶液與所述哌嗪衍生物的水溶液混合時間為0.5～5min，混合溫度5～40℃。

最后，本發(fā)明還提供了一種檢測水溶液中Hg²⁺的方法，該檢測方法具體為：

1)將待檢測的水溶液與上述任意一種試劑組合物或上述任意一種試劑溶液混合均勻，得混合溶液；

2)將步驟1)中的混合溶液離心，棄去沉淀，得離心上清液；

3)測定所述離心上清液的吸收光譜，依據(jù)所述吸收光譜獲得檢測結(jié)果。

本發(fā)明提供的用于檢測水溶液中Hg²⁺的試劑組合物、試劑溶液及其制備方法和檢測方法，從納米學(xué)的角度，是利用金納米粒子(AuNPs)固有的表面催化活性、哌嗪衍生物的還原性以及金汞齊特異融合的性質(zhì)，以實現(xiàn)檢測分析物的目的，不同于以往利用識別分子的性質(zhì)，進而大大提高檢測的靈敏度和選擇性。

利用本發(fā)明提供的試劑組合物以及試劑溶液進行水溶液中Hg²⁺的檢測時，無需對樣品進行預(yù)處理，操作簡單、識別靈敏度高，同時本發(fā)明提供的試劑組合物和試劑溶液成分制備簡單，較為穩(wěn)定，在室溫條件下可長時間保存，應(yīng)用方便。

附圖說明

圖1為檸檬酸根修飾的金納米粒子在水溶液中的紫外-可見吸收光譜圖；

圖2為檸檬酸根修飾的金納米粒子的透射電鏡圖；

圖3為碳酸根修飾的金納米粒子在水溶液中的紫外-可見吸收光譜圖；

圖4為3-(羥乙基哌嗪)-2-羥基丙磺酸(HEPPSO)與檸檬酸根修飾的金納米粒子混合溶液的紫外-可見吸收光譜圖；

圖5為HEPPSO與碳酸根修飾的金納米粒子混合溶液的紫外-可見吸收光譜圖；

圖6為4-羥乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)與檸檬酸根修飾的金納米粒子混合溶液的紫外-可見吸收光譜圖；

圖7為HEPPSO水溶液和金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物的紫外-可見吸收光譜圖；

圖8為HEPPSO樣品和金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物樣品照片圖；

圖9為金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物的液相色譜圖；

圖10為金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物的電噴霧質(zhì)譜圖；

圖11為金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物的核磁共振碳譜圖；

圖12為在HEPPSO與AuNPs混合的試劑溶液中加入Hg²⁺后離心上清液的紫外-可見吸收光譜圖；

圖13為在HEPPSO與AuNPs混合的試劑溶液對Hg²⁺檢測的濃度范圍曲線圖；

圖14為在HEPES與AuNPs混合的試劑溶液中加入Hg²⁺后離心上清液的紫外-可見吸收光譜圖；

圖15為在HEPES與AuNPs混合的試劑溶液對含金屬離子的水溶液進行檢測時催化產(chǎn)物在340nm處吸光度數(shù)值的柱狀圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

以往基于金納米粒子在水溶液中檢測Hg²⁺時，主要依賴于金屬離子識別分子的性質(zhì)，而AuNPs在檢測過程中僅起到了輔助作用，存在靈敏度低、選擇性差等問題。

目前，“金催化”作為AuNPs特有的性質(zhì)之一，已經(jīng)引起廣泛興趣并應(yīng)用于很多有機反應(yīng)中。其中，不僅粒徑小于5nm的AuNPs被證明具有高的催化活性，在一些液相反應(yīng)中，粒徑大于5nm的AuNPs也被發(fā)現(xiàn)具有催化活性。由于“金催化”活性完全依賴于金表面性質(zhì)，因此，AuNPs表面微小的形態(tài)變化就可影響其催化行為，進而影響催化產(chǎn)物的數(shù)量。基于上述原因，金表面形貌的改變和催化產(chǎn)物數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系，可以作為新的設(shè)計思路來檢測分析物。

于是基于上述的設(shè)計思路，本實施方案中考慮利用金納米粒子的表面性質(zhì)，即金催化有機反應(yīng)的性質(zhì)和易于與汞原子形成金汞齊的性質(zhì)，發(fā)展一個合適的檢測試劑，進行水溶液中Hg²⁺的檢測。

其中，“金汞齊”是金汞兩種元素的特異性融合，基于金汞齊融合作用，利用金納米粒子檢測Hg²⁺，可以保證檢測的選擇性。

本實施方案提供的試劑組合物，具體為，由金納米粒子和哌嗪衍生物組成。

上述試劑組合物進行Hg²⁺檢測的機理如下。首先，哌嗪衍生物作為金催化反應(yīng)的底物，其分子結(jié)構(gòu)中的氮原子能夠取代AuNPs表面的配體并吸附于金納米粒子表面；然后，AuNPs催化哌嗪衍生物，得到具有紫外-可見吸收(340～360nm)的催化產(chǎn)物，該催化產(chǎn)物作為反應(yīng)的信號報告分子。其次，哌嗪衍生物也作為Hg²⁺的還原劑，將Hg²⁺還原為Hg原子。當(dāng)被檢測體系中無Hg²⁺時，AuNPs催化哌嗪衍生物得到催化產(chǎn)物，340～360nm處出現(xiàn)紫外-可見吸收峰；當(dāng)被檢測體系中含有Hg²⁺時，哌嗪衍生物將Hg²⁺還原為Hg原子，Hg原子沉積到AuNPs表面形成金汞齊，占據(jù)了金納米粒子表面的催化活性位點，抑制了AuNPs催化反應(yīng)的進行，降低了催化產(chǎn)物的數(shù)量，其紫外-可見吸收峰強度降低。當(dāng)Hg原子完全占據(jù)AuNPs表面的活性位點時，340～360nm處紫外-可見吸收峰完全消失。根據(jù)加入Hg²⁺的數(shù)量和催化產(chǎn)物吸收強度的依賴關(guān)系，可實現(xiàn)Hg²⁺的定量檢測。

優(yōu)選，金納米粒子與所述哌嗪衍生物的摩爾比為1：(5×10⁴～1×10⁹)。

其中，金納米粒子的粒徑優(yōu)選為1～100nm，進一步優(yōu)選為10～40nm，更優(yōu)選為13～30nm，最優(yōu)選為15nm。

在本實施方案中，金納米粒子優(yōu)選為檸檬酸根修飾的金納米粒子或碳酸根修飾的金納米粒子。在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述金納米粒子優(yōu)選為檸檬酸根修飾的金納米粒子；在本發(fā)明提供的一些實施例中，所述金納米粒子優(yōu)選為碳酸根修飾的金納米粒子。

其中，檸檬酸根修飾的金納米粒子是指利用檸檬酸鈉做還原劑，還原氯金酸得到的金納米粒子；碳酸根修飾的金納米粒子是指利用硼氫化鈉做還原劑，碳酸鉀做保護劑，還原氯金酸得到的金納米粒子。上述碳酸根或檸檬酸根是金納米粒子表面的保護劑，與金納米粒子的作用力較弱，易被其它含N原子等的配體取代，是實現(xiàn)金催化含端位羥基的哌嗪衍生物得到催化產(chǎn)物的關(guān)鍵。因此，對于金納米粒子而言，只要能夠完成金催化含端位羥基的哌嗪衍生物得到催化產(chǎn)物即可，而不僅局限于是檸檬酸根修飾的或碳酸根修飾的。

上述實施方案中檸檬酸根修飾的金納米粒子的來源沒有特殊限制，優(yōu)選的制備方法為：

將氯金酸加入到水中，得到氯金酸溶液(金的前驅(qū)體)；

將檸檬酸鈉加入到水中，得到檸檬酸鈉溶液；

將所述的氯金酸溶液加入到所述的檸檬酸鈉溶液中，加熱進行水熱反應(yīng)，得到反應(yīng)混合物；

將所述混合物離心，得到檸檬酸根修飾的金納米粒子。

上述實施方案中碳酸根修飾的金納米粒子的來源沒有特殊限制，優(yōu)選的制備方法為：

將氯金酸加入到水中，得到氯金酸溶液(金的前驅(qū)體)；

將碳酸鉀加入到水中，得到碳酸鉀溶液；

將所述的氯金酸溶液加入到所述的碳酸鉀溶液中，得到氯金酸和碳酸鉀的混合溶液；

將硼氫化鈉加入到水中，得到硼氫化鈉溶液；

將所述的硼氫化鈉溶液加入到所述的氯金酸和碳酸鉀的混合溶液中，反應(yīng)；

將所述混合物離心，得到碳酸根修飾的金納米粒子。

哌嗪衍生物優(yōu)選為含端位羥基的哌嗪衍生物。實驗表明：含端位羥基的哌嗪衍生物能夠被金納米粒子表面催化為具有340～360nm吸收的催化產(chǎn)物。更為優(yōu)選為4-羥乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)或3-(羥乙基哌嗪)-2-羥基丙磺酸(HEPPSO)。

本實施方案中，提供了一種用于檢測水溶液中Hg²⁺的試劑溶液，該試劑溶液基于上述實施方案中的試劑組合物設(shè)計而來，由上述任意一種試劑組合物和水組成。

上述試劑溶液較為穩(wěn)定，在室溫條件下可長時間保存，應(yīng)用方便。

本實施方案中，提供的為檢測水溶液中Hg²⁺的試劑溶液的制備方法，具體為：

1)將金納米粒子加入到水中，得到金納米粒子的水溶液；

2)將哌嗪衍生物加入到水中，得到哌嗪衍生物的水溶液；

3)將步驟1)中所述金納米粒子的水溶液與步驟2)中所述哌嗪衍生物的水溶液混合，得到檢測水溶液中Hg²⁺的試劑溶液。

其中，優(yōu)選，步驟1)中金納米粒子的水溶液中金納米粒子的濃度為0.1～20nmol/l；步驟2)中哌嗪衍生物的水溶液中哌嗪衍生物的濃度為5～100mmol/l，且哌嗪衍生物的水溶液pH值為7.0～8.5；步驟3)中金納米粒子的水溶液與哌嗪衍生物的水溶液混合時間為0.5～5min，混合溫度5～40℃。

其中，步驟2)中哌嗪衍生物的水溶液的pH值調(diào)節(jié)，可通過加入氫氧化鈉水溶液來實現(xiàn)；進行pH值的調(diào)節(jié)是鑒于哌嗪衍生物溶液的pH不僅會對試劑溶液的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，也會對催化產(chǎn)物的數(shù)量和Hg²⁺檢測效果產(chǎn)生影響，因此，在對Hg²⁺檢測時，所述試劑溶液中的pH值要保持適當(dāng)，pH值過高會影響對Hg²⁺的檢出濃度；pH值過低不僅會影響催化產(chǎn)物的數(shù)量，還會影響檢測AuNPs的穩(wěn)定性。因此，需將pH值調(diào)節(jié)至7.0～8.5，優(yōu)選7.5。

實驗表明，上述實施方案中提供的試劑溶液對Hg²⁺檢出限為5.0×10^-12mol/l，檢出濃度的線性范圍為1.0×10^-11mol/l～2.5×10^-7mol/l。

使用上述試劑組合物和試劑溶液進行水溶液中Hg²⁺的檢測方法為：

1)將待檢測的水溶液與上述任意一種試劑組合物或上述任意一種試劑溶液混合均勻，得混合溶液；

2)將步驟1)中所述混合溶液離心，棄去沉淀，得離心上清液；

3)測定所述離心上清液的吸收光譜，依據(jù)所述吸收光譜獲得檢測結(jié)果。

該檢測方法中，首先，哌嗪衍生物作為金催化反應(yīng)的底物，其分子結(jié)構(gòu)中的氮原子能夠取代金納米粒子表面的配體并吸附于金納米粒子表面。然后，金催化哌嗪衍生物，得到具有紫外-可見吸收(340～360nm)的催化產(chǎn)物，該催化產(chǎn)物作為反應(yīng)的信號報告分子。其次，哌嗪衍生物也作為Hg²⁺的還原劑，在AuNPs存在的條件下，將Hg²⁺還原為Hg原子。當(dāng)被檢測體系中無Hg²⁺時，金催化哌嗪衍生物得到催化產(chǎn)物，(340～360)nm處出現(xiàn)紫外-可見吸收峰；當(dāng)所述檢測體系中含有Hg²⁺時，哌嗪衍生物將Hg²⁺還原為Hg原子，Hg原子沉積到金納米粒子表面形成金汞齊，占據(jù)了金納米粒子表面的催化活性位點，抑制了金催化反應(yīng)的進行，降低了催化產(chǎn)物的數(shù)量，其紫外-可見吸收峰強度降低。當(dāng)Hg原子完全占據(jù)金表面的活性位點時，(340～360)nm處紫外-可見吸收峰完全消失。因此，通過觀察溶液中催化產(chǎn)物吸收光譜的強度變化，即可得知待測物質(zhì)中是否含有Hg²⁺以及含有Hg²⁺的數(shù)量。使用該檢測方法進行檢測時，無需對樣品進行預(yù)處理，操作簡單、識別靈敏度高，可以實現(xiàn)Hg²⁺的檢測。

由于上述實施方案中所提供的試劑組合物或試劑溶液與其他常見的金屬離子，如鈉離子(Na⁺)、鉀離子(K⁺)、鎂離子(Mg²⁺)、鈣離子(Ca²⁺)、鋅離子(Zn²⁺)、銅離子(Cu²⁺)、錳離子(Mn²⁺)、亞鐵離子(Fe²⁺)、鈷離子(Co²⁺)、鎳離子(Ni²⁺)、鐵離子(Fe³⁺)、鉛離子(Pb²⁺)、鉻離子(Cr³⁺)、鎘離子(Cd²⁺)和銀離子(Ag⁺)等，在一定濃度范圍內(nèi)都不會引起催化產(chǎn)物紫外-可見吸收峰強度降低現(xiàn)象，因此，實施方案中提供的試劑組合物、試劑溶液和檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)對Hg²⁺的選擇性檢測。

為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明進行進一步詳細的說明。

實施例1

按照以下步驟制備檸檬酸根修飾的金納米粒子：將100ml二次蒸餾水加入到250ml容量瓶中，加熱至沸；將2ml質(zhì)量百分比為1％的氯金酸溶液加入到所述蒸餾水中，得到氯金酸水溶液，加熱至沸；將4ml質(zhì)量百分比為2％的檸檬酸鈉溶液加入到所述沸騰的氯金酸溶液中，攪拌加熱，溶液顏色由淺黃色變?yōu)樗{黑色，最后變?yōu)榫萍t色；繼續(xù)攪拌加熱1小時。室溫下冷卻，在9400rpm轉(zhuǎn)數(shù)下離心15分鐘，得到粒徑為15nm的檸檬酸根修飾的金納米粒子。將檸檬酸根修飾的金納米粒子溶解到水中，保存?zhèn)溆谩?/p>

對所制備的檸檬酸根修飾的金納米粒子進行分析，參見圖1和圖2，圖1為本發(fā)明實施例提供的檸檬酸根修飾的金納米粒子在水溶液中的紫外-可見吸收光譜圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的檸檬酸根修飾的金納米粒子的透射電鏡圖。

實施例2

按照以下步驟制備碳酸根修飾的金納米粒子：將100ml二次蒸餾水加入到250ml燒杯中；將375μl質(zhì)量百分比為4％的氯金酸溶液加入到所述蒸餾水中；將500μl物質(zhì)的量濃度為0.2mol/l的碳酸鉀加入到所述的氯金酸溶液中，得到氯金酸與碳酸鉀的混合溶液，4℃下攪拌；將5ml濃度為0.5mg/ml的硼氫化鈉溶液加入到所述的氯金酸和碳酸鉀混合溶液中，反應(yīng)，溶液顏色由青紫色變?yōu)槌燃t色；繼續(xù)反應(yīng)10分鐘，在12000rpm轉(zhuǎn)數(shù)下離心15分鐘，得到碳酸根修飾的金納米粒子。將碳酸根修飾的金納米粒子溶解到水中，保存?zhèn)溆谩?/p>

對所制備的碳酸根修飾的金納米粒子進行分析，參見圖3，圖3為本發(fā)明實施例提供的碳酸根修飾的金納米粒子在水溶液中的紫外-可見吸收光譜圖。

實施例3

按照以下步驟制備試劑溶液：

將3-(羥乙基哌嗪)-2-羥基丙磺酸(HEPPSO)溶解在二次蒸餾水中，利用物質(zhì)的量濃度為6mol/l的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH，得到濃度為100mmol/l，pH值為7.5的HEPPSO溶液；將一定體積的金納米粒子溶液加入到所述的HEPPSO溶液中，得到試劑溶液，其中，金納米粒子物質(zhì)的量濃度為2.5nmol/l，HEPPSO的物質(zhì)的量濃度為25mmol/l。

對所制備的試劑溶液進行分析，參見圖4，圖4為本發(fā)明實施例提供的HEPPSO與檸檬酸根修飾的金納米粒子混合溶液的紫外-可見吸收光譜圖。

實施例4

按照以下步驟制備試劑溶液：

將3-(羥乙基哌嗪)-2-羥基丙磺酸(HEPPSO)溶解在二次蒸餾水中，利用物質(zhì)的量濃度為6mol/l的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH，得到濃度為100mmol/l，pH值為7.5的HEPPSO溶液；取一定體積的碳酸根修飾的金納米粒子溶液加入到所述的HEPPSO溶液中，得到試劑溶液。

對所制備的試劑溶液進行分析，參見圖5，圖5為本發(fā)明實施例提供的HEPPSO與碳酸根修飾的金納米粒子混合溶液的紫外-可見吸收光譜圖。

實施例5

按照以下步驟制備試劑溶液：

將4-羥乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)溶解在二次蒸餾水中，利用物質(zhì)的量濃度為6mol/l的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH，得到濃度為100mmol/l，pH值為7.5的HEPES溶液；取一定體積的金納米粒子溶液加入到所述的HEPES溶液中，得到試劑溶液，其中，金納米粒子物質(zhì)的量濃度為2.5nmol/l，HEPES的物質(zhì)的量濃度為25mmol/l。

對所制備的試劑溶液進行分析，參見圖6，圖6為本發(fā)明實施例提供的HEPES與檸檬酸根修飾的金納米粒子混合溶液的紫外-可見吸收光譜圖。

實施例6

按照以下步驟制備和表征催化產(chǎn)物：

將實施例3中得到的試劑溶液50ml室溫下孵育24小時，9400rpm轉(zhuǎn)下離心15分鐘，棄除上清液，將沉淀下來的金納米粒子重新溶解在50ml的pH值為7.5的HEPPSO儲備液中，得到試劑溶液中HEPPSO的濃度為25mmol/l，溶液pH為7.5。室溫催化孵育3天。為收集該催化產(chǎn)物，將該試劑溶液11500rpm轉(zhuǎn)下離心25分鐘，取上清液至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)燒瓶中，蒸發(fā)濃縮至約5ml。將濃縮液冷凍干燥，得到黃棕色油狀粘稠液體。將該粘稠液體分成三份，一份用于在水溶液中測定其紫外-可見吸收光譜，一份用于液相色譜-質(zhì)譜進行分子量的表征，以及一份用于核磁共振碳譜進行結(jié)構(gòu)表征。

對所制備催化產(chǎn)物進行分析，參見圖7～圖11。圖7為本發(fā)明實施例提供的HEPPSO水溶液和金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物的紫外-可見吸收光譜圖，圖8為本發(fā)明實施例提供的HEPPSO樣品和金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物樣品照片圖，圖9為本發(fā)明實施例提供的金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物的液相色譜圖，圖10為本發(fā)明實施例提供的金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物的電噴霧質(zhì)譜圖，圖11為本發(fā)明實施例提供的金催化HEPPSO得到的催化產(chǎn)物的核磁共振碳譜圖。

實施例7

按照以下步驟檢測Hg²⁺：

將Hg(NO₃)₂溶于二次蒸餾水中，配成0.01mol/l的Hg²⁺儲備溶液，同時加入同濃度的鹽酸溶液用于防止Hg²⁺水解；用二次蒸餾水將所述Hg²⁺儲備液分別稀釋為1.0×10^-11，5.0×10^-11,1.0×10^-10,5.0×10^-10,1.0×10^-9,5.0×10^-9,1.0×10^-8,5.0×10^-8,1.0×10^-7,5.0×10^-7,1.0×10^-6,2.5×10^-6,1.0×10^-5,2.0.5稀^-5,3.0稀釋為^-5和1.0.0稀^-4mol/l。取17份實施例3制備的試劑溶液，每份180μl；向第1份試劑溶液中加入20μl二次蒸餾水，向第2～17份試劑溶液中分別加入20μl上述各個濃度的Hg²⁺溶液，混勻放置4小時后，將各溶液在11500rpm轉(zhuǎn)下離心15分鐘，取上清液，測定各上清液的吸收光譜，結(jié)果參見圖12。圖12為本發(fā)明實施例提供的試劑溶液中加入Hg²⁺后離心上清液的紫外-可見吸收光譜圖。

參見圖12，圖12中的曲線由上到下分別為空白試劑溶液的上清液、含1.0×10^-12mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-12mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-11mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-11mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-10mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-10mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-9mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-9mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-8mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-8mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-7mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含2.5×10^-7mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-6mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含2.0×10^-6mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含3.0×10^-6mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液和含1.0×10^-5mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液的紫外-可見吸收光譜圖。由圖可知，當(dāng)Hg²⁺濃度達到5.0×10^-12mol/l時，催化產(chǎn)物吸收光譜的強度開始降低；隨著Hg²⁺濃度的增加，催化產(chǎn)物吸收光譜的強度降低程度更加明顯；當(dāng)濃度達到1.0×10^-5mol/l時，吸收光譜幾乎完全消失。對Hg²⁺的檢出限為5.0×10^-12mol/l。

因此，本發(fā)明提供的試劑溶液檢測Hg²⁺的靈敏度較高，參見圖13，由圖13可知，本發(fā)明提供的試劑溶液檢出Hg²⁺的濃度線性范圍為1.0×10^-11mol/l～2.5×10^-7mol/l。

實施例8

按照以下步驟檢測Hg²⁺：

將Hg(NO₃)₂溶于二次蒸餾水中，配成0.01mol/l的Hg²⁺儲備溶液，同時加入同濃度的鹽酸溶液用于防止Hg²⁺水解；用二次蒸餾水將所述Hg²⁺儲備液分別稀釋為1.0×10^-9，5.0×10^-8,1.0×10^-8,5.0×10^-7,1.0×10^-7,5.0×10^-7,1.0×10^-6,5.0×10^-5,1.0×10^-5,5.0×10^-5和1.0×10^-4mol/l。取12份實施例5制備的試劑溶液，每份180μl；向第1份試劑溶液中加入20μl二次蒸餾水，向第2～12份試劑溶液中分別加入20μl上述各個濃度的Hg²⁺溶液，混勻放置16小時后，將各溶液在11500rpm轉(zhuǎn)下離心15分鐘，取上清液，測定各上清液的吸收光譜，結(jié)果參見圖14。圖14為本發(fā)明實施例提供的試劑溶液中加入Hg²⁺后離心上清液的紫外-可見吸收光譜圖。

參見圖14，圖14中的曲線由上到下分別為空白試劑溶液的上清液、含1.0×10^-10mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-10mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-9mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-9mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-8mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-8mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-7mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-7mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含1.0×10^-6mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液、含5.0×10^-6mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液和含1.0×10^-5mol/l Hg²⁺的試劑溶液的上清液的紫外-可見吸收光譜圖。由圖可知，當(dāng)Hg²⁺濃度達到5.0×10^-10mol/l時，催化產(chǎn)物吸收光譜的強度已經(jīng)明顯降低；隨著Hg²⁺濃度的增加，催化產(chǎn)物吸收光譜強度的降低程度更加明顯；當(dāng)濃度達到1.0×10^-5mol/l時，吸收光譜強度降低至最低值。

實施例9

按照以下步驟識別、檢測Hg²⁺：

將Na⁺溶于二次蒸餾水中，配成0.01mol/l的儲備溶液，然后用二次蒸餾水將其分別稀釋為1.0×10^-11，5.0×10^-11,1.0×10^-10,5.0×10^-10,1.0×10^-9,5.0×10^-9,1.0×10^-8,5.0×10^-8,1.0×10^-7,5.0×10^-7和1.0×10^-6mol/l的溶液；取11份實施例4制備的試劑溶液，每份180μl，向第1份試劑溶液中加入20μl二次蒸餾水，向第2～13份試劑溶液中分別加入20μl上述各個濃度的Na⁺水溶液，混勻放置4小時后，將各溶液在11500轉(zhuǎn)下離心15分鐘，取上清液，測定各上清液的吸收光譜。結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Na⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例10

按照實施例9的步驟識別、檢測K⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的K⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例11

按照實施例9的步驟識別、檢測Mg²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Mg²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例12

按照實施例9的步驟識別、檢測Ca²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Ca²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例13

按照實施例9的步驟識別、檢測Zn²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Zn²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例14

按照實施例9的步驟識別、檢測Cu²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Cu²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例15

按照實施例9的步驟識別、檢測Mn²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Mn²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例16

按照實施例9的步驟識別、檢測Fe²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Fe²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例17

按照實施例9的步驟識別、檢測Co²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Co²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例18

按照實施例9的步驟識別、檢測Ni²⁺，結(jié)果表明濃度為1.0×10^-6mol/l的Ni²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例19

按照實施例9的步驟識別、檢測Fe³⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Fe³⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例20

按照實施例9的步驟識別、檢測Cd²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Cd²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例21

按照實施例9的步驟識別、檢測Cr³⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Cr³⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例22

按照實施例9的步驟識別、檢測Pb²⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Pb²⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例23

按照實施例9的步驟識別、檢測Ag⁺，結(jié)果表明濃度小于或等于1.0×10^-6mol/l的Ag⁺不能使試劑溶液發(fā)生吸收強度降低現(xiàn)象。

實施例24

將Hg²⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Ag⁺、Fe³⁺、Cd²⁺和Cr³⁺分別溶于二次蒸餾水中，配成1.0×10^-5mol/l的各金屬離子溶液；取實施例4提供的試劑溶液17份，每份180μl，向第1份試劑溶液中加入20μl二次蒸餾水，向第2～17份試劑溶液中分別加入20μl上述各金屬離子水溶液，使各體系中金屬離子濃度為1.0×10^-6mol/l；混勻放置4小時后，將各溶液在11500rpm轉(zhuǎn)下離心15分鐘，取上清液，測定各上清液的吸收光譜，結(jié)果參見圖15。圖15為本發(fā)明實施例提供的試劑溶液對含各金屬離子的水溶液進行檢測時催化產(chǎn)物在340nm處吸光度數(shù)值的柱狀圖，由圖15可知，其他金屬離子在濃度達到1.0×10^-6mol/l時對試劑溶液中催化產(chǎn)物的吸收強度基本沒有影響，本發(fā)明提供的檢測識別體系能夠選擇性的檢測Hg²⁺。

實施例25

將Hg²⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺、Ag⁺、Fe³⁺、Cd²⁺和Cr³⁺分別溶于二次蒸餾水中，配成1.0×10^-5mol/l的各金屬離子溶液；取實施例5提供的試劑溶液17份，每份180μl，向第1份試劑溶液中加入20μl二次蒸餾水，向第2～17份試劑溶液中分別加入20μl上述各金屬離子水溶液，使各體系中金屬離子濃度為1.0×10^-6mol/l；混勻放置4小時后，將各溶液在11500rpm轉(zhuǎn)下離心15分鐘，取上清液，測定各上清液的吸收光譜。實驗表明，其他金屬離子在濃度達到1.0×10^-6mol/l時對試劑溶液中催化產(chǎn)物的吸收強度基本沒有影響，本發(fā)明提供的檢測識別體系能夠選擇性的檢測Hg²⁺。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。