本技術屬于化合物制備,尤其涉及一種提高環境中汞離子檢測靈敏度和效率的平臺和方法。
背景技術:
1、作為一種對環境和人類健康具有高毒性的重金屬之一,汞離子的檢測始終是一個研究熱點。汞離子的長期累積不僅會對人體神經系統造成嚴重損傷,還會導致許多疾病,例如腎衰竭,認知和行動障礙。因此,研究高效,便捷,快速的汞離子檢測方法,對保護環境,保障人體健康具有重大的意義。目前開發的汞離子檢測方法包括,電化學光譜,原子吸收/發射光譜,熒光光譜,這些方法具有良好的選擇性和靈敏度,但對儀器要求較高,需要專業的操作人員,成本昂貴。
2、目前,hg2+的常規檢測方法有原子熒光光譜法(atomic?fluorescencespectroscopy,afs)、紫外-可見分光光度法(uv-vis?spectroscopy)、原子吸收光譜法(atomic?absorption?spectroscopy,aas)以及電感耦合等離子體質譜(inductivelycoupled?plasma?mass?spectrometry,icp-ms)等,可以對hg2+進行準確的定量定性檢測。
3、因此,亟需一種利用金屬有機框架化合物,進而儀開發一種簡單,快速,便攜的檢測汞離子的方法。
技術實現思路
1、本技術所要解決的技術問題是克服現有技術中等缺陷,而提供一種。本技術發明選用肉桂醇為氫鍵受體(hydrogen?bond?acceptor,hba),首次引入含有agnps的乙二醇溶液(silver?nanoparticle-ethylene?glycol,agnps-eg)作為氫鍵供體(hydrogen?bonddonor,hbd),利用疏水低共熔溶劑(hydrophobic?deep?eutectic?solvents,hdes)的富集作用和agnps對hg2+的檢測作用,在富集的同時完成了檢測,由此構建了agnps-hdes富集檢測一體化比色傳感平臺,排除了樣品中親水性物質干擾的同時提高了檢測的靈敏度和精確度。本發明制備的是銀納米粒子的乙二醇溶液(agnps-eg),其呈黃褐色,具有較強的光穩定性。將hg2+添加到agnps-eg中,ag與hg2+通過氧化還原反應形成了零價汞,其在420nm處的峰值吸光度會消失,導致agnps-eg在幾秒內快速褪色。agnps-hdes的顏色隨hg2+濃度的增加逐漸從棕黃色褪色為無色。利用基于yolo?v8算法和卷積神經網絡(convolutional?neuralnetwork,cnns)開發的ai輔助檢測軟件可以對智能手機拍攝的多張樣品圖像進行處理,并讀取樣品的色度信息,然后輸出實際濃度,可以實現多組樣品同時識別的高通量比色檢測。
2、本技術采用以下技術方案解決上述技術問題:
3、本技術提供一種agnps-hdes的制備方法,所述制備方法包括如下步驟:將有機酸銀溶液與氨基酸溶液混合均勻,在加熱攪拌條件下制備agnps-eg溶液,然后將agnps-eg溶液與有機酸進行反應,制備agnps-hdes;
4、其中,所述有機酸銀作為供銀體,所述氨基酸作為還原劑;所述氨基酸為l-精氨酸,所述有機酸銀為乙酸銀。
5、優選的,所述agnps-hdes的制備方法滿足下列條件中的至少一種:
6、所述有機酸銀溶液為有機酸銀乙二醇溶液;
7、所屬有機酸銀溶液的質量分數為約為0.0171%;
8、所述氨基酸溶液為氨基酸乙二醇溶液;
9、所述氨基酸溶液的質量分數為約為0.108%;
10、優選的,所述agnps-hdes的制備方法滿足下列條件中的至少一種:
11、所述反應的溫度為所述乙酸銀與所述l-精氨酸的質量比為1:1.5;
12、所述攪拌為在磁力攪拌器下進行攪拌;
13、所述精氨酸在使用前還包括超聲分散的操作;
14、所述乙酸銀在使用前還包括超聲分散的操作。
15、優選的,所述agnps-hdes的制備方法滿足下列條件中的至少一種:
16、所述有機酸溶液與所述氨基酸溶液在45~50℃下混合,并加熱反應至60~70℃進行加熱攪拌,所述加熱的時間為20~40min。
17、優選的,所述agnps-hdes的制備方法滿足下列條件中的至少一種:
18、所述加熱為在水浴條件下進行加熱,所述攪拌的轉速為1000rpm;
19、所述加熱在混合溶液為淺棕色澄清液后停止解熱。
20、優選的,所述agnps-hdes的制備方法滿足下列條件中的至少一種:
21、所述agnps-eg溶液與所述有機酸溶液的摩爾比為(2~4):1,例如3:1。
22、優選的,所述agnps-hdes的制備方法滿足下列條件中的至少一種:
23、滿足下列條件中的至少一種:
24、所述有機酸為肉桂酸;
25、所述反應的溫度為70~90℃,例如80℃;
26、所述反應的時間為0.8~2h,例如1h。
27、本技術還提供一種agnps-hdes,其由上述權利要求所述的agnps-hdes的制備方法制備而成。
28、本技術還提供一種檢測劑的制備方法,其由上述的agnps-hdes作為氫鍵供體,將肉桂醇作為氫鍵受體,并與疏水低共熔溶劑結合,得到所述檢測劑。
29、本技術還提供一種,其用于對環境中hg2+的檢測和富集作用。
30、第二方面:
31、本發明選用肉桂醇為氫鍵受體(hydrogen?bond?acceptor,hba),首次引入含有agnps的乙二醇溶液(silver?nanoparticle-ethylene?glycol,agnps-eg)作為氫鍵供體(hydrogen?bond?donor,hbd),利用疏水低共熔溶劑(hydrophobic?deep?eutecticsolvents,hdes)的富集作用和agnps對hg2+的檢測作用,在富集的同時完成了檢測,由此構建了agnps-hdes富集檢測一體化比色傳感平臺,排除了樣品中親水性物質干擾的同時提高了檢測的靈敏度和精確度。本發明制備的是銀納米粒子的乙二醇溶液(agnps-eg),其呈黃褐色,具有較強的光穩定性。將hg2+添加到agnps-eg中,ag與hg2+通過氧化還原反應形成了零價汞,其在420nm處的峰值吸光度會消失,導致agnps-eg在幾秒內快速褪色。agnps-hdes的顏色隨hg2+濃度的增加逐漸從棕黃色褪色為無色。利用基于yolo?v8算法和卷積神經網絡(convolutional?neural?network,cnns)開發的ai輔助檢測軟件可以對智能手機拍攝的多張樣品圖像進行處理,并讀取樣品的色度信息,然后輸出實際濃度,可以實現多組樣品同時識別的高通量比色檢測。
32、在符合本領域常識的基礎上,上述各優選條件,可任意組合,即得本技術各較佳實例。
33、本技術所用試劑和原料均市售可得。
34、本技術的積極進步效果在于:本技術提供了agnps的具體制備方法,選用肉桂醇為氫鍵受體,首次引入含有agnps的乙二醇溶液作為氫鍵供體,利用疏水低共熔溶劑的富集作用和agnps對hg2+的檢測作用,在富集的同時完成了檢測,由此構建了agnps-hdes富集檢測一體化比色傳感平臺此檢測平臺在1-40μm范圍內具有良好的線性(r2=0.9889),檢測限低至0.23μm。對湖水、土壤等真實樣品中檢測hg2+的回收率可達到93.88-111.05%,由此實現了環境中hg2+的高通量即時靈敏檢測。這種傳感平臺結合ai輔助高通量識別的策略,實現了環境中痕量hg2+的便攜即時檢測,具有靈敏度高、檢測速度快、選擇性好等優點。