本發(fā)明屬于納米傳感技術領域，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：

以納米金為比色探針的液相比色分析法具有操作簡單、成本經濟、通過分析物介導納米金團聚使得其溶液顏色發(fā)生由紅至藍變化即可實現(xiàn)高靈敏目視定性或半定量檢測等突出優(yōu)點，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，目標分析物的濃度被轉換成均相反應溶液的顏色種類或強度后進行分析。由于納米金溶液的顏色種類（紅色或藍色）與強度僅是最終反應溶液的一維信息，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，它們的美中不足之處主要在于必須借助紫外-可見分光光度計等光譜儀才能進行分析物的定量檢測。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，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納米金團聚，使得均相的納米金溶液的顏色發(fā)生由紅至藍的顯著變化。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℃）的有機溶劑等體積混合，隨后滴加到表面呈負電荷性質的納米金紅色溶液中。由于有機溶劑攜帶著大多數(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-金化學與靜電吸附作用誘導納米金的團聚主要發(fā)生在反應溶液底部，最終得到獨特的上層紅色-下層藍色的雙色混合溶液。上層主要為密度較小的水相，且因含有大量分散的未團聚的納米金而保持原始紅色；下層主要為密度較大的有機相，且因含有大量的團聚的納米金而呈現(xiàn)藍色。更為重要的是，所使用有機溶劑可進一步作為雙色分層智能調節(jié)劑。“智能”是指隨著半胱胺濃度的增大，最終形成的雙色混合溶液中藍色溶液的長度隨之增大。因此，在不需要使用任何專業(yè)儀器或設備的情況下，僅僅通過肉眼目視觀察、量測藍色溶液的長度（除了溶液顏色與強度等第一維信息以外的第二維信息），即可實現(xiàn)半胱胺分析物或以半胱胺為小分子探針的其他目標分析物的定量檢測。

具體步驟為：

步驟一，將含有半胱胺的水溶液與有機溶劑等體積混合后，滴加到裝有表面呈負電荷性質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色溶液的長度，該長度的大小與半胱胺濃度呈正相關，即完成目標分析物的目視定量檢測。

所述有機溶劑與水互溶，且25℃下密度大于1g/ml。

所述表面呈負電荷性質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一步修飾上可電離呈負電荷性質的分子。

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，透明試管的材質是塑料或玻璃；當透明試管的外壁有刻度時，量測透明試管中下層藍色溶液的長度是通過直接讀取與藍色溶液長度相關的透明試管外壁上的刻度來完成；當透明試管的外壁沒有刻度時，量測透明試管中下層藍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色溶液的長度來完成。

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

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)點在于：1）檢測過程依然簡單，未經專業(yè)技能培訓的操作人員也能開展實驗；2）僅憑肉眼觀察或簡單使用價格低廉的直尺代替紫外-可見分光光度計等光譜儀進行定量信號讀取，顯著降低分析成本；3）可直接推廣應用于臨床診斷、醫(yī)學研究、食品安全、環(huán)境監(jiān)測等領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物的簡單低成本免儀器定量檢測，具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1和實施例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-半胱胺介導生成的納米金團聚物；8-含有納米金團聚物的藍色溶液；9-肉眼。

圖2為本發(fā)明實施例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果（a）與空白樣品（不含半胱胺的超純水）所得結果（b）的比較圖。

圖3為本發(fā)明實施例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。

具體實施方式

以下實施例將對本發(fā)明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。

實施例1:

本實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）。

具體實施過程如下：

如圖1所示，本實施例的具體步驟為：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色溶液長度相關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，即完成半胱胺的目視定量檢測。

根據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）。這是因為空白樣本中不存在半胱胺，所以沒有藍色的納米金團聚物生成。另一方面，當檢測1μm半胱胺溶液時，可以明顯觀察到試管中形成了獨特的上層紅色-下層藍色的雙色混合溶液（a）。這是因為將半胱胺溶液與同水互溶且密度為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-金化學與靜電吸附作用誘導納米金的團聚主要發(fā)生在反應溶液底部，最終得到獨特的上層紅色-下層藍色的雙色混合溶液。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相，且因含有大量的團聚的納米金而呈現(xiàn)藍色。圖2中的對比實驗結果表明，新方法切實可行。

實施例2:

本實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。

具體實施過程如下：

如圖1所示，本實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色溶液長度相關的透明試管外壁上的刻度。將所有半胱胺樣品的藍色溶液長度值（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，相應的試管中藍色溶液的長度值（即透明試管外壁上的刻度值）逐漸增大。這是因為，當半胱胺濃度較大時，該金屬離子可誘導較多的納米金生成較大濃度的藍色團聚物，直接表現(xiàn)在試管中具有更大長度的藍色溶液。此外，圖3顯示，藍色溶液的長度值（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范圍內呈現(xiàn)良好的線性關系。