一種低“咖啡環(huán)效應(yīng)”的熒光試紙及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低“咖啡環(huán)效應(yīng)”的熒光試紙及其制備方法和應(yīng)用，首先采用疏水性硅烷化試劑對已經(jīng)活化的載玻片進(jìn)行處理，得到疏水性載玻片，然后將浸有金銀納米簇溶液的試紙放在疏水板上進(jìn)行真空干燥，最后將干燥的試紙浸泡在親水性氨基硅烷試劑中進(jìn)行處理，得到了抑制了咖啡環(huán)沉積的試紙，可用于對復(fù)雜試樣例如廢水中汞離子的速測。結(jié)果表明，本發(fā)明方法不僅在檢測靈敏度上可與經(jīng)典檢測方法相比擬，而且較之具有更優(yōu)的檢測選擇性?？捎糜谖鬯蠬g2+含量的快速、高靈敏的檢測，檢測過程不涉及復(fù)雜光電儀器使用，操作簡單，價格低廉，攜帶方便，可望在環(huán)境監(jiān)控及檢測領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
【專利說明】
一種低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于疏水性基底和快速干燥機(jī)制抑制的 低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙及其制備方法，以及該試紙應(yīng)用于重金屬汞離子的檢測。
【背景技術(shù)】
[0002] 試紙法作為一種快速的現(xiàn)場檢測方法，在食品、醫(yī)療衛(wèi)生、室內(nèi)空氣監(jiān)測等領(lǐng)域得 到了廣泛的應(yīng)用。試紙法具有（1)攜帶方便，適合于重金屬的現(xiàn)場檢測和篩查；（2)靈敏度 高，一分鐘便可得到結(jié)果，可以直接用肉眼觀察顏色變化；（3)用量少，操作簡單；（4)價格低 廉的諸多優(yōu)點(diǎn)。目前，試紙作為廉價和綠色的材料已被廣泛地應(yīng)用于組裝高性能電子器件， 電子紙(e_紙)技術(shù)，和各種檢測試紙，特別是可以替代傳統(tǒng)的儀器儀表分析的，結(jié)合各種微 流控和診斷檢測裝置的可用于"point-of-care"的醫(yī)療檢測，環(huán)境監(jiān)測，以及食品質(zhì)量管 理。例如，林月河研究組利用了試紙的層析分離優(yōu)勢，開發(fā)了與電化學(xué)信號結(jié)合的酶聯(lián)免疫 生物監(jiān)測殺蟲劑的技術(shù)。于京華研究組在試紙上利用ZnO納米棒的發(fā)光二極管開發(fā)了用于 光電化學(xué)免疫的分析裝置。然而，大多數(shù)試紙的實(shí)際應(yīng)用局限用于定性或半定量分析，這主 要是因?yàn)樘结橆w粒在試紙上的不均勻分布，影響了的信號的輸出結(jié)果，從而導(dǎo)致不可靠的 檢測結(jié)果和較低的靈敏度。因此，得到探針顆粒均勻分布的檢測試紙被認(rèn)為是艱巨而有吸 引力的課題，這將會大大拓展試紙的原有應(yīng)用規(guī)模。
[0003] 研究表明，試紙法存在探針不均勻分布的缺點(diǎn)源自于"咖啡環(huán)效應(yīng)"。在1997年 Deegan提出的，當(dāng)一滴咖啡或者茶滴落桌面時，其顆粒物質(zhì)就會在桌面上留下一個被染色 的環(huán)狀物，而且環(huán)狀物的顏色卻是不均勻的，邊緣部分要比中間更深一些的現(xiàn)象這一現(xiàn)象 被稱為"咖啡環(huán)效應(yīng)"。目前對試紙的"咖啡環(huán)效應(yīng)"的研究相對較少，大多集中于材質(zhì)、試紙 表面粗糙程度、以及試紙內(nèi)部孔隙水平進(jìn)行探究。因此，解決"咖啡環(huán)效應(yīng)"對試紙中探針的 分布均勻度的影響，籍以構(gòu)建基于試紙的高效傳感分析技術(shù)與檢測裝置具有十分重要的意 義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有的試紙檢測技術(shù)存在的上述由"咖啡環(huán)效應(yīng)"帶來的諸多缺點(diǎn)，本發(fā)明提 出了一種低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙和制備方法，該方法基于疏水性基底和快速干燥機(jī)制 抑制"咖啡環(huán)效應(yīng)"制備熒光試紙，同時，還提供了試紙于重金屬汞離子檢測的應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明技術(shù)方案如下： 一種低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙：由試紙基質(zhì)材料以及固化于試紙基質(zhì)材料表面的金 銀納米簇探針材料構(gòu)成，所述的金銀納米簇探針材料為直徑2.0~4.5 nm的核殼結(jié)構(gòu)的 Au-AgNCs納米簇，Au-AgNCs納米簇負(fù)載量為1 X 1(T6 mM/mm2;所述的焚光試紙，初始顏色為 白色。
[0006] 所述的試紙基質(zhì)材料，材質(zhì)優(yōu)選硝化纖維素試紙，尺寸為長X寬X厚10 mmX 10 mmX0.30 mm，彥員色為白色。
[0007] 上述低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙的制備方法，包括以下步驟： 1) 制備核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇探針材料： 室溫下，將濃度為10 mM的HAuCl4水溶液加入到濃度為0.75 mM的BSA水溶液中，攪拌 2 min，隨后向混合溶液中加入濃度為6 mM的AgN03水溶液，HAuC14:BSA:AgN03的摩爾比為 200 :15:48，劇烈攪拌5 11^11，再加入1.0 1的似0!1水溶液調(diào)節(jié)?!1為10~12,37°(：條件下反應(yīng) 12 h，透析48 h，得到的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液； 2) 制備疏水性基底： 室溫下，將載玻片在體積比為7 : 3的濃硫酸和雙氧水的混合溶液中浸泡12 h，取出后 用蒸餾水沖洗晾干，再放入體積百分?jǐn)?shù)為0.10 %~5.0 %的十六烷基三甲氧基硅烷乙醇溶 液中浸泡5 h進(jìn)行疏水處理，蒸餾水沖洗后，干燥，得疏水化的載玻片； 3) 試紙基質(zhì)材料表面固化金銀納米簇探針材料： 將試紙基質(zhì)材料浸泡在步驟1)制備的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液中10 min，取出 放在步驟2)制備的疏水載玻片上靜置1 min，然后將試紙基質(zhì)材料和疏水載玻片一起放入 真空干燥器中干燥20 min，干燥后的試紙浸泡到體積百分?jǐn)?shù)為1.0 %~80 %的3-氨丙基三 乙氧基硅烷的乙醇溶液中1 min，最后將試紙再次放在疏水載玻片上真空干燥20 min，得到 低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙。
[0008] 步驟1)中，所述的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液pH為10。
[0009] 步驟1)中，所述的透析采用孔徑為1 KD，寬度為45 mm的經(jīng)濟(jì)型RC膜。
[0010]步驟2)中，所述的濃硫酸濃度為98 %。
[0011] 步驟2)中，所述的十六烷基三甲基氧基硅烷溶液為十六烷基三甲基氧基硅烷的乙 醇溶液，體積百分?jǐn)?shù)優(yōu)選5.0 %。
[0012] 步驟3)中，所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液為3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶 液，體積百分?jǐn)?shù)優(yōu)選20 %。
[0013] 步驟3)中，所述的干燥為真空干燥，壓強(qiáng)為-30X100 KPa。
[0014] 本發(fā)明低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙制備方法，適用于以試紙為載體的所有試紙的 制備。
[0015] 上述方法制備得到的低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙的應(yīng)用：適用于水相中重金屬Hg2+ 快速檢測，步驟包括： (1) 建立標(biāo)準(zhǔn)比色卡:配制濃度梯度的含待測Hg2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液，將低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光 試紙分別浸泡于標(biāo)準(zhǔn)溶液中30 s，取出晾至1 min，在波長360 nm的紫外投射儀下觀察并記 錄熒光試紙的顏色變化，得到熒光試紙對不同濃度Hg2+的肉眼可辨的熒光梯度變化，得標(biāo) 準(zhǔn)比色卡； (2) 測定待測樣品中Hg2+濃度:取待測樣品，將低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙浸泡于待測樣 品中30 s，取出瞭至1 min，在波長360 nm的紫外投射儀下記錄試紙的顏色變化，與校準(zhǔn)比 色卡顏色比對，確定待測樣品中Hg2+的濃度。
[0016] 步驟(1)中，所述標(biāo)準(zhǔn)溶液含Hg2+濃度范圍為0.20~2500 nM。
[0017] 步驟(2)中，所述待測樣品包括廢水、超標(biāo)水和自來水。
[0018] 上述應(yīng)用中，本發(fā)明低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙對水相中的Hg2+的最低檢測限為 0.10 nM〇
[0019] 本發(fā)明技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比其有益效果在于： (1) 提供了 一種低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙，將具有熒光特性和穩(wěn)定性的Au-AgNCs探 針材料均勻固化于試紙表面，提高了試紙的靈敏度，具有廉價、便攜、檢測簡單的特點(diǎn)； (2) 提供一種可有效抑制"咖啡環(huán)效應(yīng)"的一次性檢測試紙的制備方法，擴(kuò)大了基于試 紙的微流裝置以及實(shí)時檢測裝置的應(yīng)用范圍，適用于以試紙為載體的所有試紙的制備且制 備方法簡單； (3) 制備得到的低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙適用于水相中重金屬Hg2+快速檢測，定量方 式直觀、快捷，不涉及復(fù)雜的儀器操作，目視變色即可，通過觀測熒光強(qiáng)弱的變化直接測定 待測樣品中重金屬汞離子的濃度，操作簡單、檢測時間短，檢測限低至0.10 nM，具有快速、 敏感、特異、微量化、攜帶方便、重現(xiàn)性高、可現(xiàn)場應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0020] 圖1為低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光速測試紙的主體技術(shù)路線； 圖2為不同制備方法得到的試紙的熒光均勻性的對比(通過P2/Pi表征試紙的均勻性）； 圖3為HDS體積百分?jǐn)?shù)對于試紙表面咖啡環(huán)效應(yīng)的影響； 圖4為APS體積百分?jǐn)?shù)對于試紙表面咖啡環(huán)效應(yīng)的影響； 圖5為低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的Au-AgNCs試紙對不同干擾離子(3.0 μΜ)的熒光強(qiáng)度響應(yīng)變 化； 圖6為Au-AgNCs試紙對不同濃度Hg2+的熒光響應(yīng)結(jié)果； 圖7為Au-AgNCs試紙對不同濃度Hg2+的標(biāo)準(zhǔn)固相熒光響應(yīng)曲線； 圖8為低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的Au-AgNCs試紙與經(jīng)典儀器檢測方法差異性對比； 圖9為試紙的熒光穩(wěn)定性及檢測穩(wěn)定性的考察； 圖10為Au-AgNCs試紙用于檢測不同不同來源實(shí)際水樣的速測結(jié)果(Au-AgNCs試紙響應(yīng) 不同來源水樣的Hg2+熒光強(qiáng)度變化）。
[0021 ]具體實(shí)施方法 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù) 本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0022] 實(shí)施例1 一種低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙的制備方法，包括以下步驟： 1)制備核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇探針材料： 室溫下，將2 mL濃度為10 mM的HAuCl4水溶液加入2 mL濃度為0.75 mM的BSA水溶液 中，攪拌2 min，隨后加入0.8 mL濃度為6 mM的AgN〇3水溶液，劇烈攪拌5 min，再加入1.0 Μ 的NaOH水溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH為10~12,在37 °C條件下反應(yīng)12 h，透析48 h，得到的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液，此溶液的pH為10;所述的HA11CI4: BSA: AgN03的摩爾比為200: 15：48〇
[0023] 2)制備疏水性基底： 室溫下，將載玻片在體積比為7 : 3的濃硫酸和雙氧水的混合溶液中浸泡12 h，取出后 用蒸餾水沖洗晾干，再放入體積百分?jǐn)?shù)為0.10 %的十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中浸 泡5 h進(jìn)行疏水化處理，蒸餾水沖洗后，干燥，得疏水載玻片； 3)試紙基質(zhì)材料表面固化金銀納米簇探針材料： 將長X寬X厚10 _Xl〇 _X0.30 mm的白色硝化纖維素試紙基質(zhì)材料浸泡在步驟1) 制備的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液中10 min，取出放在步驟2)制備的疏水載玻片上靜 置1 min，然后將試紙基質(zhì)材料和疏水載玻片一起放入真空干燥器中-30X100 KPa真空干 燥20 min，干燥后的試紙浸泡到1.0 %的3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中1 min，最后 將試紙再次放在疏水載玻片上-30X 100 KPa真空干燥20 min，得到低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光 試紙。
[0024] 實(shí)施例1的低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙，初始顏色為白色，金銀納米簇探針材料為 直徑2.0~4.5 nm的核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇，負(fù)載量為1 X 10-6 mM/mm2。
[0025] 實(shí)施例2 一種低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙的制備方法，包括以下步驟： 1)制備核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇探針材料： 室溫下，將2 mL濃度為10 mM的HAuCl4水溶液加入2 mL濃度為0.75 mM的BSA水溶液 中，攪拌2 min，隨后加入0.8 mL濃度為6 mM的AgN〇3水溶液，劇烈攪拌5 min，再加入1.0 Μ 的NaOH水溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH為10~12,在37 °C條件下反應(yīng)12 h，透析48 h，得到的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液，此溶液的pH為10;所述的HA11CI4: BSA: AgN03的摩爾比為200: 15：48〇
[0026] 2)制備疏水性基底： 室溫下，將載玻片在體積比為7 : 3的濃硫酸和雙氧水的混合溶液中浸泡12 h，取出后 用蒸餾水沖洗晾干，再放入體積百分?jǐn)?shù)為1.0 %的十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中浸 泡5 h進(jìn)行疏水化處理，蒸餾水沖洗后，干燥，得疏水載玻片； 3)試紙基質(zhì)材料表面固化金銀納米簇探針材料： 將長X寬X厚10 _Xl〇 _X0.30 mm的白色硝化纖維素試紙基質(zhì)材料浸泡在步驟1) 制備的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液中10 min，取出放在步驟2)制備的疏水載玻片上靜 置1 min，然后將試紙基質(zhì)材料和疏水載玻片一起放入真空干燥器中-30X100 KPa真空干 燥20 min，干燥后的試紙浸泡到5.0 %的3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中1 min，最后 將試紙再次放在疏水載玻片上-30X 100 KPa真空干燥20 min，得到低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光 試紙。
[0027] 實(shí)施例2的低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙，初始顏色為白色，金銀納米簇探針材料為 直徑2.0~4.5 nm的核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇，負(fù)載量為1 X 10-6 mM/mm2。
[0028] 實(shí)施例3 一種低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙的制備方法，包括以下步驟： 1)制備核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇探針材料： 室溫下，將2 mL濃度為10 mM的HAuCl4水溶液加入2 mL濃度為0.75 mM的BSA水溶液 中，攪拌2 min，隨后加入0.8 mL濃度為6 mM的AgN〇3水溶液，劇烈攪拌5 min，再加入1.0 Μ 的NaOH水溶液調(diào)節(jié)混合溶液的pH為10~12,在37 °C條件下反應(yīng)12 h，透析48 h，得到的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液，此溶液的pH為10;所述的HA11CI4: BSA: AgN03的摩爾比為200: 15：48〇
[0029] 2)制備疏水性基底： 室溫下，將載玻片在體積比為7 : 3的濃硫酸和雙氧水的混合溶液中浸泡12 h，取出后 用蒸餾水沖洗晾干，再放入體積百分?jǐn)?shù)為5.0 %的十六烷基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中浸 泡5 h進(jìn)行疏水化處理，蒸餾水沖洗后，干燥，得疏水載玻片； 3)試紙基質(zhì)材料表面固化金銀納米簇探針材料： 將長X寬X厚10 _Xl〇 _X0.30 mm的白色硝化纖維素試紙基質(zhì)材料浸泡在步驟1) 制備的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液中10 min，取出放在步驟2)制備的疏水載玻片上靜 置1 min，然后將試紙基質(zhì)材料和疏水載玻片一起放入真空干燥器中-30X100 KPa真空干 燥20 min，干燥后的試紙浸泡到20 %的3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中1 min，最后將 試紙再次放在疏水載玻片上-30 X 100 KPa真空干燥20 min，得到低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試 紙。
[0030]實(shí)施例3的低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙，初始顏色為白色，金銀納米簇探針材料為 直徑2.0~4.5 nm的核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇，負(fù)載量為1 X 10-6 mM/mm2。
[0031 ]本發(fā)明低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙效果驗(yàn)證： 實(shí)驗(yàn)采用仍/^表征試紙上熒光物質(zhì)的分布均勻性，仍/^的比值越趨近于1表明試紙中 心的熒光強(qiáng)度趨近于邊緣的熒光強(qiáng)度。圖2為不同制備方法得到的試紙的熒光均勻性的對 比，由圖中P2/Pi可知不同制備方法得到的熒光試紙的均勻性不同。由圖2a與b對比可以看出 疏水板上干燥得到的試紙的熒光普遍比未處理的板上干燥的試紙熒光均勻，再從a中可以 看出真空干燥比普通干燥得到的試紙具有更均勻的熒光。
[0032] 本發(fā)明低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙制備方法條件優(yōu)化： 將羥基化的載玻片分別浸泡在濃度為0.10 %，0.20 %，1.0 %，2.0 %，5.0 %的十六烷基 三甲氧基硅烷(HDS)的乙醇溶液中浸泡3 h后，測定載玻片的疏水角，將浸泡有Au-AgNCs溶 液的試紙分別放置在各種濃度的載玻片上真空干燥，其他制備條件均相同。將得到的試紙 進(jìn)行均勻度測試，得到最佳的十六烷基三甲氧基硅烷(HDS)的濃度。（如圖3) 在其他制備條件均相同，十六烷基三甲氧基硅烷(HDS)乙醇溶液的濃度為5.0 %的條件 下，3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)的乙醇濃度分別為1.0 %，5.0 %，10 %，20 %，40 %，80 %的 條件下制備試紙，測定得到的試紙的疏水角，并進(jìn)行均勻度測試，得到最佳的3_氨丙基三乙 氧基硅烷(APS)濃度。（如圖4) 本發(fā)明低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙的應(yīng)用，檢測不同濃度的Hg2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，通過試驗(yàn)對 比熒光材料Au-AgNCs對其它常見離子的響應(yīng)，結(jié)果(如圖5)所示。可見，其中Au-AgNCs對Hg2 +的響應(yīng)最大，對Cu2+有一定的響應(yīng)，但是這種響應(yīng)完全可以使用掩蔽劑(EDTA)掩蓋，對其 它離子的響應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對Hg 2+。因此，Au-AgNCs對Hg2+具有較高的特異性的響應(yīng)，其它常見 離子干擾較小。
[0033] 配制濃度為0.2 nM, 1 nM, 5 nM, 25 nM, 125 nM, 625 nM, 1250 nM, 2500 nM 的Hg2+溶液，采用熒光比色分析途徑，采用基于低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙測試不同濃度 Hg2+，通過目視其熒光強(qiáng)度變化并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比對，實(shí)現(xiàn)對Hg2+溶液的速測。（如圖6) 采用本發(fā)明方法，通過目視熒光強(qiáng)度響應(yīng)程度實(shí)現(xiàn)對樣品中Hg2+濃度的速測。配制濃 度梯度含待測Hg2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液，將Au-AgNCs熒光試紙浸泡于配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液中30 s，取出 晾至1 min，在波長360 nm的紫外投射儀下測Au-AgNCs熒光試紙對不同濃度Hg2+的熒光梯 度變化響應(yīng)，記錄試紙的顏色變化，得Au-AgNCs熒光試紙在不同濃度Hg 2+下呈現(xiàn)出肉眼可 辨的熒光梯度變化，制作出校準(zhǔn)比色卡(如圖6所示）。發(fā)現(xiàn)不同濃度Hg2+可不同程度地猝滅 Au-AgNCs試紙的熒光，即隨著Hg2+濃度的增大，Au-AgNCs試紙的熒光猝滅程度增大。將得到 的熒光猝滅效率對Hg 2+濃度繪制成標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖7所示，測得其檢測Hg2+的濃度范圍 為0.20~2500 nM，檢測限為0.10 nM，相關(guān)性系數(shù)為0.9980。將固相熒光的檢測結(jié)果與經(jīng)典 ICP-MS檢測方法得到的結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果如圖8所示，發(fā)現(xiàn)兩種檢測方法的沒有明顯的差 異性。
[0034]結(jié)果比較表明，本發(fā)明快速檢測方法與精密儀器測定的結(jié)果相一致。
[0035]本發(fā)明對低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙進(jìn)行了試紙的熒光穩(wěn)定性及檢測穩(wěn)定性的 考察，（如圖9所示)并與普通試紙進(jìn)行對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙在6個 月之內(nèi)的焚光穩(wěn)定性及檢測穩(wěn)定性均較高且穩(wěn)定。
[0036]實(shí)施例4:廢水中Hg2+濃度的速測 步驟包括： (1)建立標(biāo)準(zhǔn)比色卡:配制濃度梯度為0.20~2500 nM的含待測Hg2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液，將實(shí) 施例1制備的低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙分別浸泡于標(biāo)準(zhǔn)溶液中30 s，取出晾至1 min，在波 長360 nm的紫外投射儀下觀察并記錄熒光試紙的顏色變化，得到熒光試紙對不同濃度Hg2+ 的肉眼可辨的熒光梯度變化，得標(biāo)準(zhǔn)比色卡;配制濃度梯度含待測Hg2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液，將Au-AgNCs 焚光試紙浸泡于配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液中30 s，取出瞭至 1 min，在波長 360 nm 的紫外投射 儀下測Au-AgNCs熒光試紙對不同濃度Hg2+的熒光梯度變化響應(yīng)，記錄試紙的顏色變化，得 Au-AgNCs熒光試紙在不同濃度Hg 2+下呈現(xiàn)出肉眼可辨的熒光梯度變化，制作出校準(zhǔn)比色卡 (如圖6所示）。
[0037] (2)測定待測廢水樣品中Hg2+濃度:取待測廢水樣品，將實(shí)施例1制備的低"咖啡環(huán) 效應(yīng)"熒光試紙浸泡于待測廢水樣品中30 s，取出晾至1 min，在波長360 nm的紫外投射儀 下記錄試紙的顏色變化，與校準(zhǔn)比色卡顏色比對，確定待測樣品中Hg2+的濃度為2000 nM， 經(jīng)典儀器檢測方法ICP-MS的檢測結(jié)果為1968.8 nM，見表1。
[0038]實(shí)施例5:超標(biāo)水中Hg2+濃度的速測 步驟包括： (1)建立標(biāo)準(zhǔn)比色卡：同實(shí)施例4。
[0039] (2)測定待測超標(biāo)水樣品中Hg2+濃度:取待測超標(biāo)水樣品，將低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光 試紙浸泡于待測超標(biāo)水樣品中30 s，取出瞭至1 min，在波長360 nm的紫外投射儀下記錄試 紙的顏色變化，與校準(zhǔn)比色卡顏色比對，確定待測超標(biāo)水樣品中Hg2+的濃度為200.0 nM，經(jīng) 典儀器檢測方法ICP-MS的見測結(jié)果為194.82 nM，見表1。
[0040] 實(shí)施例6:自來水中Hg2+濃度的速測 步驟包括： (1)建立標(biāo)準(zhǔn)比色卡：同實(shí)施例4。
[0041] (2)測定待測自來水樣品中Hg2+濃度:取待測自來水樣品，將低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光 試紙浸泡于待測自來水樣品中30 s，取出瞭至1 min，在波長360 nm的紫外投射儀下記錄試 紙的顏色變化，與校準(zhǔn)比色卡顏色比對，確定待測樣品中Hg2+的濃度為10.00 nM，經(jīng)典儀器 檢測方法ICP-MS的見測結(jié)果為10.896 nM，見表1。
[0042]按照本發(fā)明廢水中Hg2+濃度的速測方法，分別測定實(shí)施例4~6水樣中Hg2+濃度 (如圖10所示），結(jié)果如表1所示。
[0043]表1不同水樣中Hg2+含量的測定結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙，其特征在于：由試紙基質(zhì)材料以及固化于試紙基 質(zhì)材料表面的金銀納米簇探針材料構(gòu)成，所述的金銀納米簇探針材料為直徑2.0~4.5 nm 的核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇，Au-AgNCs納米簇負(fù)載量為1 X 10-6 mM/mm2;所述的熒光試 紙，初始顏色為白色。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光試紙，其特征在于:所述的試紙基質(zhì)材料，材質(zhì)為硝化纖 維素試紙，尺寸為長X寬X厚10 mmXlO mmXO.30 mm，顏色為白色。3. -種權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙的制備方法，包括以下步 驟： 1) 制備核殼結(jié)構(gòu)的Au-AgNCs納米簇探針材料： 室溫下，將濃度為10 mM的HAuCl4水溶液加入到濃度為0.75 mM的BSA水溶液中，攪拌2 min，隨后向混合溶液中加入濃度為6 mM的AgN03水溶液，HAuC14: BSA: AgN03的摩爾比為 200:15:48，劇烈攪拌5 11^11，再加入1.0 1的似0!1水溶液調(diào)節(jié)?!1為10~12,37°(：條件下反應(yīng) 12 h，透析48 h，得到的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液； 2) 制備疏水性基底： 室溫下，將載玻片在體積比為7 : 3的濃硫酸和雙氧水的混合溶液中浸泡12 h，取出后 用蒸餾水沖洗晾干，再放入體積百分?jǐn)?shù)為0.10 %~5.0 %的十六烷基三甲氧基硅烷乙醇溶 液中浸泡5 h進(jìn)行疏水處理，蒸餾水沖洗后，干燥，得疏水化的載玻片； 3 )試紙基質(zhì)材料表面固化金銀納米簇探針材料： 將試紙基質(zhì)材料浸泡在步驟1)制備的Au-AgNCs納米簇探針材料儲存液中10 min，取出 放在步驟2)制備的疏水載玻片上靜置1 min，然后將試紙基質(zhì)材料和疏水載玻片一起放入 真空干燥器中干燥20 min，干燥后的試紙浸泡到體積百分?jǐn)?shù)為1.0 %~80 %的3-氨丙基三 乙氧基硅烷的乙醇溶液中1 min，最后將試紙再次放在疏水載玻片上真空干燥20 min，得到 低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：步驟1)中，所述的Au-AgNCs納米簇探 針材料儲存液pH為10;所述的透析為孔徑為1 KD，寬度為45 mm的經(jīng)濟(jì)型RC膜。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:步驟2)中，所述的濃硫酸濃度為98 %; 所述的十六烷基三甲基氧基硅烷溶液為十六烷基三甲基氧基硅烷的乙醇溶液，體積百分?jǐn)?shù) 為 5.0 %〇6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：步驟3)中，所述的3-氨丙基三乙氧基 硅烷溶液為3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，體積百分?jǐn)?shù)為20 %;所述的干燥為真空干 燥，壓強(qiáng)為-30 XI00 KPa。7. -種權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述低"咖啡環(huán)效應(yīng)"的熒光試紙的應(yīng)用:適用于水相中重 金屬Hg2+快速檢測，步驟包括： (1) 建立標(biāo)準(zhǔn)比色卡:配制濃度梯度的含待測Hg2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液，將低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光 試紙分別浸泡于標(biāo)準(zhǔn)溶液中30 s，取出晾至1 min，在波長360 nm的紫外投射儀下觀察并記 錄熒光試紙的顏色變化，得到熒光試紙對不同濃度Hg2+的肉眼可辨的熒光梯度變化，得標(biāo) 準(zhǔn)比色卡； (2) 測定待測樣品中Hg2+濃度:取待測樣品，將低"咖啡環(huán)效應(yīng)"熒光試紙浸泡于待測樣 品中30 s，取出瞭至1 min，在波長360 nm的紫外投射儀下記錄試紙的顏色變化，與校準(zhǔn)比 色卡顏色比對，確定待測樣品中Hg2+的濃度。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于:步驟（1)中，所述標(biāo)準(zhǔn)溶液含Hg2+濃度范圍 為0.20~2500 nM。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于：步驟(2)中，所述待測樣品包括廢水、超標(biāo) 水和自來水。
【文檔編號】G01N21/64GK106092985SQ201610397070
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日 公開號201610397070.4, CN 106092985 A, CN 106092985A, CN 201610397070, CN-A-106092985, CN106092985 A, CN106092985A, CN201610397070, CN201610397070.4
【發(fā)明人】王樺, 喬玉春, 尚積禎, 李淑英, 馮路平, 段志強(qiáng)
【申請人】曲阜師范大學(xué)