zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-69Research ArticleСтатьиФОТОАКУСТИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ СВИНЦА, ОСНОВАННЫЙ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА, ПОКРЫТЫХ ГЛУTАТИОНОМGLUTATHIONE-CAPPED GOLD NANOPARTICLES-BASED PHOTOACOUSTIC SENSOR FOR LABEL-FREE DETECTION OF LEAD IONSShiR. .ShiR. .noemail@neicon.ruLiuX. -J.LiuX. -J.xjliu@zju.edu.cnYingY. .YingY. .noemail@neicon.ruКолледж биотехники и науки о пищевых продуктах, Университет провинции ЧжэцзянCollege of Biosystems Engineering and Food Science, Zhejiang University201710032020843379384Copyright © Shi R..., Liu X.-., Ying Y..., 20202020Shi R..., Liu X.-., Ying Y...Shi R..., Liu X.-., Ying Y...Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/69

Разработан простой фотоакустический метод для быстрого детектирования ионов свинца в водных растворах. Вследствие высокой степени сродства ионов Pb2+ и глутатиона наличие Pb2+ приводит к агрегированию наночастиц золота, покрытых глутатионом (GSH-GNPs). Следовательно, при измерении вариации фотоакустического сигнала, генерируемого лазерно-индуцированными нанопузырями (ФА-ЛИНП), после агрегатирования GSH-GNPs может быть определено количество ионов Pb2+ . Достигнуты низкий предел детектирования Pb2+ (42 нМ) и широкий линейный рабочий диапазон (~42-1000 нМ). Предложенный метод показал хорошую селективность в отношении других металлов. Доказано, что ФА-ЛИНП является чувствительным инструментом для мониторинга агрегирования наночастиц золота.

The photoacoustic signal generated by laser-induced nanobubbles (PA-LINB) proved to be a sensitive tool to monitor the aggregation of gold nanoparticles. Here, a simple and label-free photoacoustic method for the rapid detection of Pb2+ in the aqueous phase was developed. Due to the high affinity of Pb2+ ions to glutathione, the presence of Pb2+ led to the aggregation of glutathione-conjugated gold nanoparticles (GSH-GNPs). Hence, by measuring the variation of the PA-LINB signal after the aggregation of GSH-GNPs, Pb2+ can be quantified. A low detection limit for Pb2+ (42 nM) and a wide linear working range (~42-1000 nM) were achieved. Furthermore, the proposed method showed good selectivity against other metal ions.

фотоакустический сигналлазерно-индуцированные нанопузыринаночастицы золотаагрегированиеPb2+photoacousticlaser-induced nanobubblesgold nanoparticlesaggregationPb2+ReferencesH. L. Needleman, D. Bellinger, Ann. Rev. Public Health, 12, 111-140 (1991).H. L. Needleman, D. Bellinger, Ann. Rev. Public Health, 12, 111-140 (1991).H. Needleman, Annu. Rev. Med., 55, 209-222 (2004).H. Needleman, Annu. Rev. Med., 55, 209-222 (2004).A. L. Burlingame, R. K. Boyd, S. J. Gaskell, Anal. Chem., 68, 599-652 (1996).A. L. Burlingame, R. K. Boyd, S. J. Gaskell, Anal. Chem., 68, 599-652 (1996).K. Kavallieratos, J. M. Rosenberg, W.-Z. Chen, T. Ren, J. Am. Chem. Soc., 127, 6514-6515 (2005).K. Kavallieratos, J. M. Rosenberg, W.-Z. Chen, T. Ren, J. Am. Chem. Soc., 127, 6514-6515 (2005).A. K. Brown, J. Li, C. M. B. Pavot, Y. Lu, Biochemistry, 42, 7152-7161 (2003).A. K. Brown, J. Li, C. M. B. Pavot, Y. Lu, Biochemistry, 42, 7152-7161 (2003).C.-W. Liu, C.-C. Huang, H.-T. Chang, Anal. Chem., 81, 2383-2387 (2009).C.-W. Liu, C.-C. Huang, H.-T. Chang, Anal. Chem., 81, 2383-2387 (2009).C. D. Geary, I. Zudans, A. V. Goponenko, S. A. Asher, S.G. Weber, Anal. Chem., 77, 185-192 (2004).C. D. Geary, I. Zudans, A. V. Goponenko, S. A. Asher, S.G. Weber, Anal. Chem., 77, 185-192 (2004).T.-J. Lin, M.-F. Chung, Sensors, 8, 582-593 (2008).T.-J. Lin, M.-F. Chung, Sensors, 8, 582-593 (2008).N. L. Rosi, C.A. Mirkin, Chem. Rev., 105, 1547-1562 (2005).N. L. Rosi, C.A. Mirkin, Chem. Rev., 105, 1547-1562 (2005).J. Liu, Y. Lu, J. Am. Chem. Soc., 126, 12298-12305 (2004).J. Liu, Y. Lu, J. Am. Chem. Soc., 126, 12298-12305 (2004).R. Elghanian, J. J. Storhoff, R. C. Mucic, R. L. Letsinger, C. A. Mirkin, Science, 277, 1078-1081 (1997).R. Elghanian, J. J. Storhoff, R. C. Mucic, R. L. Letsinger, C. A. Mirkin, Science, 277, 1078-1081 (1997).C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, R. C. Mucic, J. J. Storhoff, Nature, 382, 607-609 (1996).C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, R. C. Mucic, J. J. Storhoff, Nature, 382, 607-609 (1996).S. Cobbe, S. Connolly, D. Ryan, L. Nagle, R. Eritja, D. Fitzmaurice, J. Phys. Chem. B, 107, 470-477 (2002).S. Cobbe, S. Connolly, D. Ryan, L. Nagle, R. Eritja, D. Fitzmaurice, J. Phys. Chem. B, 107, 470-477 (2002).S.-J. Park, A. A. Lazarides, C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, Angew. Chem. Int. Ed., 40, 2909-2912 (2001).S.-J. Park, A. A. Lazarides, C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, Angew. Chem. Int. Ed., 40, 2909-2912 (2001).L. R. Hirsch, J. B. Jackson, A. Lee, N. J. Halas, J. L. West, Anal. Chem., 75, 2377-2381 (2003).L. R. Hirsch, J. B. Jackson, A. Lee, N. J. Halas, J. L. West, Anal. Chem., 75, 2377-2381 (2003).N. T. K. Thanh, Z. Rosenzweig, Anal. Chem., 74, 1624-1628 (2002).N. T. K. Thanh, Z. Rosenzweig, Anal. Chem., 74, 1624-1628 (2002).T. B. Norsten, B. L. Frankamp, V. M. Rotello, Nano Lett., 2, 1345-1348 (2002).T. B. Norsten, B. L. Frankamp, V. M. Rotello, Nano Lett., 2, 1345-1348 (2002).S.-Y. Lin, S.-W. Liu, C.-M. Lin, C.-H. Chen, Anal. Chem., 74, 330-335 (2001).S.-Y. Lin, S.-W. Liu, C.-M. Lin, C.-H. Chen, Anal. Chem., 74, 330-335 (2001).S. O. Obare, R. E. Hollowell, C. J. Murphy, Langmuir, 18, 10407-10410 (2002).S. O. Obare, R. E. Hollowell, C. J. Murphy, Langmuir, 18, 10407-10410 (2002).J. Liu, Y. Lu, J. Am. Chem. Soc., 125, 6642-6643 (2003).J. Liu, Y. Lu, J. Am. Chem. Soc., 125, 6642-6643 (2003).H. Jans, X. Liu, L. Austin, G. Maes, Q. Huo, Anal. Chem., 81, 9425-9432 (2009).H. Jans, X. Liu, L. Austin, G. Maes, Q. Huo, Anal. Chem., 81, 9425-9432 (2009).J.-M. Nam, S.I. Stoeva, C.A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc., 126, 5932-5933 (2004).J.-M. Nam, S.I. Stoeva, C.A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc., 126, 5932-5933 (2004).Q. Dai, X. Liu, J. Coutts, L. Austin, Q. Huo, J. Am. Chem. Soc., 130, 8138-8139 (2008).Q. Dai, X. Liu, J. Coutts, L. Austin, Q. Huo, J. Am. Chem. Soc., 130, 8138-8139 (2008).J. R. Kalluri, T. Arbneshi, S. Afrin Khan, A. Neely, P. Candice, B. Varisli, M. Washington, S. McAfee, B. Robinson, S. Banerjee, A. K. Singh, D. Senapati, Paresh C. Ray, Angew. Chem. Int. Ed., 48, 9668-9671 (2009).J. R. Kalluri, T. Arbneshi, S. Afrin Khan, A. Neely, P. Candice, B. Varisli, M. Washington, S. McAfee, B. Robinson, S. Banerjee, A. K. Singh, D. Senapati, Paresh C. Ray, Angew. Chem. Int. Ed., 48, 9668-9671 (2009).X. Liu, M.G. Gonzalez, R. Niessner, C. Haisch, Anal. Methods, 4, 309-311 (2012).X. Liu, M.G. Gonzalez, R. Niessner, C. Haisch, Anal. Methods, 4, 309-311 (2012).M.G. Gonzalez, X. Liu, R. Niessner, C. Haisch, Appl. Phys. Lett., 96, 174104/1-174104/3 (2010).M.G. Gonzalez, X. Liu, R. Niessner, C. Haisch, Appl. Phys. Lett., 96, 174104/1-174104/3 (2010).C. Haisch, Meas. Sci. Technol., 23, 012001 (2012).C. Haisch, Meas. Sci. Technol., 23, 012001 (2012).E. Galanzha, V. Zharov, Cancers, 5, 1691-1738 (2013).E. Galanzha, V. Zharov, Cancers, 5, 1691-1738 (2013).Q. Wu, H. Cao, Q. Luan, J. Zhang, Z. Wang, J.H. Warner, A. A. R. Watt, Inorg. Chem., 47, 5882-5888 (2008).Q. Wu, H. Cao, Q. Luan, J. Zhang, Z. Wang, J.H. Warner, A. A. R. Watt, Inorg. Chem., 47, 5882-5888 (2008).Y. Wang, F. Yang, X. Yang, ACS Appl. Mat. Interfaces, 2, 339-342 (2010).Y. Wang, F. Yang, X. Yang, ACS Appl. Mat. Interfaces, 2, 339-342 (2010).Y.-R. Kim, R.K. Mahajan, J. S. Kim, H. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2, 292-295 (2009).Y.-R. Kim, R.K. Mahajan, J. S. Kim, H. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2, 292-295 (2009).G. Zhong, J. Liu, X. Liu, Micromachines, 6, 462-472 (2015).G. Zhong, J. Liu, X. Liu, Micromachines, 6, 462-472 (2015).X. J. Liu, M. Knauer, N. P. Ivleva, R. Niessner, C. Haisch, Anal. Chem., 82, 441-446 (2010).X. J. Liu, M. Knauer, N. P. Ivleva, R. Niessner, C. Haisch, Anal. Chem., 82, 441-446 (2010).T. Schmid, Anal. Bioanal. Chem., 384, 1071-1086 (2006).T. Schmid, Anal. Bioanal. Chem., 384, 1071-1086 (2006).F. Chai, C. Wang, T. Wang, L. Li, Z. Su, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2, 1466-1470 (2010).F. Chai, C. Wang, T. Wang, L. Li, Z. Su, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2, 1466-1470 (2010).http://www.epa.gov/safewater/contaminants/index.html (accessed February 2016).http://www.epa.gov/safewater/contaminants/index.html (accessed February 2016).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.