黎永志 胡艳清 桂方海

【摘 要】重金属离子有着很强的毒性，人类和动植物体内如果吸收重金属含量过多，就会产生生命危险。因此，加强重金属离子的检测非常重要。本文主要介绍了几种磁性荧光纳米探针检测重金属离子的例子，望有所借鉴意义，以供参考。

【关键词】重金属离子;磁性荧光纳米探针;应用

中图分类号：TS20   文献标识码：A

一、引言

金属离子荧光分子探针实际上就是一种传感器，只不过它在传统的传感器上增加了荧光技术和目标识别功能，如果被检测的物质中含有识别基团的荧光分子，當其和金属离子发生反应时，金属离子荧光分子探针就会发出相应的信号，从而将重金属离子检测出来。

二、汞离子磁纳米荧光探针

K.Kim [1]等报道了一种新型的罗丹明衍生物修饰的磁性纳米粒子 1（图1），这个探针主要用来检测贡离子，并可以实现对汞离子的有效分离。如果被检测的物质中含有汞离子，就会形成罗丹明—大环多胺共轭体系，从而使荧光效果更强。并且，即使被检测物质中还有多种金属离子，使用该探针仍旧能够将汞离子检测和分离出来，这对材料检测行业和环境保护行业都具有明显的帮助。

M.Park[2] 等设计合成了一个萘酰亚胺修饰的Fe3O4@SiO2磁性纳米探针2（图2），该探针也可以对汞离子进行检测与分离。将含有汞离子的溶液用该探针进行检测，荧光会逐渐消失，待荧光完全消失后，再向其中加入EDTA，荧光又会逐渐重现。该探针在检测时不需要较长的相应时间，通常只需要60s。另外，溶液的酸碱性也会对探针的荧光效果产生一定的影响，一般溶液的pH值如果是在6-11范围内，那么荧光强度变化不明显，当溶液中含有汞离子时，pH值在4-11范围内荧光强度变化非常大，这也说明此探针在pH值大于4时可以作为汞离子化学传感器和吸附剂。

三、铜离子磁纳米荧光探针

M.Park[3]等研究了硝基苯并呋喃修饰的Ni@SiO2核壳磁性纳米粒子 3（图3），该探针主要用来检测铜离子。应用此探针进行检测时需要使用呈中性的MOPS缓冲液，一般会出现一个比较明显的吸收峰和发射峰，吸收峰位于光谱的460nm处，而发射峰则位于530nm处。此探针与萘酰亚胺修饰的Fe3O4@SiO2磁性纳米探针2具有同样的实验效果，即当溶液中有铜离子存在时，荧光强度会逐渐消失，再加入EDTA，荧光效果又会重现。该探针还具有另一个明显的优势，就是其可以重复使用。

使用含3探针的短柱子来分离水和血液中的铜离子来计算其吸附能力。将含10×10-6铜离子的1mL水加入到填装了探针3的柱子中，用MOPS缓冲溶液为洗脱剂以1mL/min速度进行洗脱。通过ICP-MS分析水中或者血样中剩余的铜离子浓度来判断分离效果。结果显示，使用此探针进行铜离子分离后，血液中的铜离子含量得到了显著降低，只剩5%，这也进一步证明了含3探针检测重金属离子的有效性。

四、结语

综上所述，应用磁性荧光纳米探针能够有效检测出重金属离子，这不仅对生物领域和环境领域有着重大帮助，还在很大程度上降低了重金属离子对人类的危害，有利于促进人类社会的健康、可持续发展。

【参考文献】

[1] Kim K.，Jung H.，Ahn J.，et al.Selective detection of Hg 2+ using

fluorescent rhodamine-functionalized Fe3O4 nanoparticles[J].RSC Adv，2016（06）：79405-79409.

[2] Park M.，Seo S.，Lee I.S.et al.Ultraefficient separation and sensing of mercury and methylmercury ions in drinking water by using aminonaphthalimide-functionalized Fe3O4@SiO2 core/shell magnetic nanoparticles[J].Chem.Commun，2010，46（25）：4478-4480.

[3] Park M.，Seo S.，Lee S.J.et al.Functionalized Ni@SiO2 core/shell magnetic nanoparticles as a chemosensor and adsorbent forCu 2+ ion in drinking water and human blood[J].Analyst，2010，135（11）：2802-2805.

[4] Lee S.J.，Lee S.S.，Lah M.S.，et al.Organic-inorganic hybrid nanomaterial as a new fluorescent chemosensor and adsorbent for copper ion[J].Chem，Commun，2006（43）：4539- 4541.

[5]Xiaohong He，Xue Shen，Dongming Li etal.Dual-mode Fluorescence and Magnetic Resonance Imaging Nanoprobe Based on Aromatic Amphiphilic Copolymer Encapsulated CdSe@CdS and Fe3O4.[J]ACS Applied Bio Materials.2018，1（2），520-528.