金纳米颗粒因其独特的局域表面等离子体共振(LSPR)特性,在化学传感领域备受关注。当颗粒间距改变时,其光学性质(如颜色)会发生显著变化,这一原理被广泛用于可视化检测。中国科学院成都生物研究所天然产物研究中心邵华武研究员课题组与国家纳米科学中心蒋兴宇研究员课题组合作,开发了一种基于金纳米颗粒的简易方法,用于肉眼检测水中的重金属离子。
该方法的核心是将含有多巯基的木瓜蛋白酶吸附在金纳米颗粒表面。木瓜蛋白酶上的功能基团(如巯基、羧基和氨基)能够特异性识别重金属离子(如汞离子、铅离子和铜离子)。当这些离子存在时,会诱导金纳米颗粒聚集,导致溶液颜色从红色变为紫色。通过肉眼观察颜色变化,即可实现重金属离子的快速检测。
实验结果表明,检测灵敏度与金纳米颗粒的尺寸密切相关:较大的金纳米颗粒(如直径40 nm)具有更高的摩尔吸光系数和更强的聚集响应,从而提供更低的检测限。该方法操作简便、成本低廉,无需复杂仪器,在水质监测、环境安全等领域具有潜在应用价值。
该研究成果已发表于国际期刊Biosensors and Bioelectronics(2011, 26, 4064-4069),为重金属离子的现场快速检测提供了新策略。