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用户动态 | 四川大学成功研发新型气体进样纳米金比色法
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撰文：丘杉 引 言 金纳米粒子具有独特的物理、化学特性及较好的生物相容性,是目前现有的纳米材料中应用和研究最多的材料之一。依据其特性建立的纳米金比色法更具有操作简便、成本低廉、结果肉眼可见且灵敏度较高等优点,因此近年来在分析化学方面，如微量元素、小分子、蛋白质、DNA、癌细胞等的检测十分普遍并发展迅速。 但是研究人员也发现，这种检测方法并不十分完美。譬如，被检测物与金纳米粒子（AuNPs）的接触通常发生在液相体系中，但样品基体中不可避免的高盐度或强酸碱，有可能会破坏金纳米粒子表面官能团并使之发生聚集，因而对检测造成干扰。 针对这一问题，四川大学绿色化学与技术教育部重点实验室和分析测试中心的徐开来、吴鹏老师等，提出了一种新型的气体进样纳米金比色法，并且证实了这种方法可以有效避免样品基体对检测结果的干扰，其相关研究成果已于近期发表在ACS期刊《Analytical Chemistry》上。 阅读本文，您将会了解具体的方法原理、研究过程以及其中的亮点和前景。 纳米金比色法与金纳米粒子的特性 众所周知，纳米金比色法是依据金纳米粒子的特性而建立的。金纳米粒子是最早出现，研究最多的纳米材料之一，其合成方法已经非常成熟。其特性表现在：分散状态的金纳米粒子（例如分散在水溶液中），间距大于平均粒径时呈红色，而当金纳米粒子发生聚集，粒子间距小于平均粒径时，颜色由红向蓝转变，间距越小越趋近于蓝色。这是由于金纳米粒子表面等离子体共振现象引起的，即金纳米粒子间距变小时，等离子体共振吸收红移，颜色由红向蓝色转变。本团队研究人员也是利用了金纳米粒子这种独特的颜色和颜色转变性质开展了相关工作。 研究的具体过程 此项研究，四川大学绿色化学与技术教育部重点实验室和分析测试中心的徐开来、吴鹏老师等，提出一种新的基于金纳米粒子比色分析的策略：将分析物首先转化为挥发性物质，使之与原始的样品基体分离，再将所得的挥发性物质导入到金纳米粒子溶液中，诱导金纳米粒子团聚使之变色。该团队是以人体必需的微量元素“硒”作为目标分析物的。适宜浓度的硒，在人体内具有抗氧化作用，可以增强人体免疫力，延缓衰老，但是过量的硒可引起中毒。 纳米金比色法通过气态氢化物生成检测硒 工作原理示意图 具体来说，该团队首先通过化学蒸气发生（CVG）将硒转换为挥发性的H2Se，然后再与金纳米粒子溶胶接触引起颜色变化。该检测方法成功消除了样品高盐分基质（高达5%的盐分基体）的影响，从而具有优良的抗干扰能力。这种分析方法对分析物硒的检测下限可达到0.05μM（紫外-可见分光光度计）和1μM（裸眼观察）。 在机理研究过程中，该团队使用HORIBA LabRAM HR 800型共聚焦拉曼光谱仪，分析了AuNPs与挥发性H2Se接触前后表面状态的变化，结果表明团聚状态的金纳米粒子表面有零价Se存在，而零价Se的产生是导致金纳米粒子团聚的主要原因。 AuNPs（红色），与AuNPs& H2Se（蓝色）材料的拉曼光谱图 可观的发展前景 为了进一步证实这种方法确实有效并且将会对人们生活有较大帮助，该研究团队还利用这种方法对实际生物、环境样品中的硒进行了检测，例如鱼蛋白认证参考材料(dorm4)、富硒鸡蛋、模拟水样(GBW(E)080395)，自来水样品和高盐度海水样本等，均验证了该方法的有效性。鉴于CVG方法的普及和自然界存在丰富的挥发性有机化合物，这种新型的气体进样方法在生物和环境样品的研究中必将会有很大的发展前景。 研究亮点评述 显然，气体进样纳米金比色法的亮点是将分析物首先转化为挥发性物质，使之与原始的样品基体分离，再将所得的挥发性物质导入到金纳米粒子溶液中，诱导金纳米粒子团聚使之变色。这个研究设想非常具有创新性，研究结果也证实了它的有效性，发展前景相当可观，为人们进一步研究以及更好地利用纳米金比色法也开拓了思路。 祝贺四川大学绿色化学与技术教育部重点实验室和分析测试中心的徐开来、吴鹏老师团队，也希望这篇文章对您有帮助！ 团队介绍 四川法学分析测试中心的历史可上溯至1978年成立的原四川大学中心实验室和原四川医学院中心实验室，以及1980年成立的原成都科技大学理化中心，是首批接受世界银行贷款的教育部直属高校15个分析测试中心之一。多次顺利通过国家计量认证的复查、换证工作，已成为目前西南地区规模最大、学科覆盖面最宽、分析检测手段最为齐全、大型精密仪器相对集中的权威检测机构。目前中心配备有HORIBA FluoroMax-4高灵敏度荧光光谱仪，Fluorolog-3模块化科研级荧光光谱仪，及HORIBA LabRAM HR 800型共聚焦拉曼光谱仪。 此项研究工作得到了国家自然科学基金优秀青年基金和四川省青年科学基金等资金的资助。并于近期发表：Guoming Cao, Fujian Xu, Shan-Ling Wang, Kailai Xu*, Xiandeng Hou, and Peng Wu*, “Gold Nanoparticle-based Colorimetric Assay for Selenium Detection via Hydride Generation”. Anal. Chem., 2017, 89 (8), pp 4695–4700. HORIBA科学仪器事业部 结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供最先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。 |
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