一種基于花菁的探針用于檢測(cè)痕量二價(jià)銅離子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用有機(jī)探針材料進(jìn)行環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域。具體地說是一種利用L-半胱 氨酸與基于花菁的探針用于檢測(cè)痕量二價(jià)銅離子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅是生命必需的微量元素之一，作為多種酶的組成因子和輔助因子，參與很多新 陳代謝過程。但是，過量的銅會(huì)引起肝硬化、皮膚病以及神經(jīng)紊亂等問題。對(duì)低等動(dòng)物比如 水生生物的毒性就更為嚴(yán)重，就會(huì)阻滯水體的自凈過程，藍(lán)藻及其它一些水生微生物不能 順利生長(zhǎng)發(fā)育。Cu 2+可以破壞魚體中的鹽水平衡，引起魚體粘液過量地分泌，使魚鰓嚴(yán)重脫 水而死亡。一般（Nriagu，1979)非銅污染自然水體中，濃度低于2yg/kg。根據(jù)中國(guó)環(huán)境監(jiān) 測(cè)站制定的《中國(guó)土壤元素背景值》（趙其國(guó)，1990)，我國(guó)土壤含銅量大多在4-150mg/kg， 而一些礦區(qū)、冶煉廠附近土壤中，土壤中銅濃度可超過8000mg/kg (黃長(zhǎng)干等，2004 ;楊洪英 等，2007)。而這些銅都可能通過自然或者人為原因進(jìn)入周圍的水環(huán)境，危害自然生物及人 類的健康。目前檢測(cè)Cu 2+的方法主要有原子吸收法，比色法，熒光猝滅法，極譜儀法，電化學(xué) 發(fā)光分析法，電修飾法。但是以上方法有的需要大型儀器，有的需要專業(yè)人員，有的檢出限 較高。
[0003] 因此現(xiàn)急需操作簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)快速，肉眼可視而且具有較低的檢出限，可用于污 染水體中Cu 2+的檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于花菁的探針用于檢測(cè)痕量二價(jià)銅離子的方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為：
[0006] 一種基于花菁的探針用于檢測(cè)痕量二價(jià)銅離子的方法，在待測(cè)樣品中加入緩沖液 和L-半胱氨酸溶液在室溫下進(jìn)行親核反應(yīng)，而后再加入基于花菁的探針在室溫下繼續(xù)進(jìn) 行親核反應(yīng)，通過親核反應(yīng)的變化即可定性的檢測(cè)樣品中二價(jià)銅離子，再將親核反應(yīng)獲取 反應(yīng)液在785nm的紫外分光光度計(jì)的吸光度，再通過標(biāo)準(zhǔn)曲線，即定量的獲得待測(cè)樣品中 二價(jià)銅離子的濃度。
[0007] 具體為：
[0008] 1)在100mL待測(cè)樣品中加入980mL緩沖液和10mL L-半胱氨酸溶液在室溫下進(jìn)行 親核反應(yīng)5-20min ;
[0009] 2)將1)中所得溶液加入10mL基于花菁的探針在室溫下繼續(xù)進(jìn)行親核反應(yīng) 5-20min，即可定性的檢測(cè)樣品中二價(jià)銅離子；
[0010] 3)所得反應(yīng)液在785nm的紫外分光光度計(jì)進(jìn)行吸光度檢測(cè)，再通過標(biāo)準(zhǔn)曲線，即 定量的獲得待測(cè)樣品中二價(jià)銅離子的濃度。
[0011] 所述緩沖液為濃度為l-80mM的羥乙基哌嗪乙硫磺酸緩沖液，pH 6-8 ;
[0012] 所述L-半胱氨酸溶液為50mM的L-半胱氨酸水溶液；
[0013] 所述基于花菁的探針為50-500 yg的基于花菁的探針，溶于lOmL二甲亞砜中。其 中探針的結(jié)構(gòu)式如圖1所示。
[0014] 標(biāo)準(zhǔn)曲線的獲?。?br>[0015] (1)二價(jià)銅離子母液的配制：將2. 497g Cu2S04 ? 5H20在100ml容量瓶中用去離子 水定容。獲得〇. 1M母液。
[0016] (2)構(gòu)建緩沖條件：將不同濃度梯度的的二價(jià)銅離子溶液分別與100y1緩沖液混 合，并用去離子水將溶液總體積補(bǔ)足到960 y 1，充分混勾，最終二價(jià)銅離子的濃度為40nM, 80nM, 100nM, 200nM, 400nM, 600nM, 800nM, 1 y M, 2.5y M,5y M, l〇^ M〇
[0017] (3)與L-半胱氨酸溶液溫?。簩⒉襟E（2) -系列緩沖體系中分別加入20 y 1 L-半 胱氨酸溶液并在室溫下反應(yīng)20min。
[0018] (4)與基于花菁的探針反應(yīng)：將步驟⑶所得不同液體中分別加入10 y 1基于花 菁的探針并在室溫下反應(yīng)l〇min。
[0019] (5)紫外分光光度計(jì)測(cè)定：將步驟（5)所得不同液體用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定， 測(cè)定波長(zhǎng)：785nm〇
[0020] (6)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：用origin對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理繪圖，獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：
[0022] 目前，測(cè)定痕量二價(jià)銅離子以ICP/MS為主，現(xiàn)有的檢測(cè)二價(jià)銅離子比色反應(yīng)檢出 限較高。本發(fā)明反應(yīng)利用L-半胱氨酸與基于花菁的探針的親核反應(yīng)對(duì)二價(jià)銅離子進(jìn)行方 便快速的檢測(cè)，具有檢測(cè)速度快、費(fèi)用低、操作步驟簡(jiǎn)單、肉眼可視等優(yōu)點(diǎn)，為方便快捷的現(xiàn) 場(chǎng)檢測(cè)二價(jià)銅離子提供了可能。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的所用的基于花菁的探針的結(jié)構(gòu)式。
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用L-半胱氨酸與基于花菁的探針的親核反應(yīng)對(duì)二 價(jià)銅離子進(jìn)行方便快速的檢測(cè)效果圖，圖中綠色瓶為含有二價(jià)銅離子，紅色瓶為不有二價(jià) 銅咼子。
[0025] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的標(biāo)準(zhǔn)濃度梯度二價(jià)銅離子溶液用該方法測(cè)定后獲得 的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的在其他水溶離子的干擾下對(duì)銅離子進(jìn)行檢測(cè)的特異 性圖。其中銅離子的濃度為10 yM,其他金屬離子的濃度為100 yM。
[0027] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用本發(fā)明方法檢測(cè)銅離子的流程圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明以L-半胱氨酸與基于花菁的探針為反應(yīng)材料。兩種反應(yīng)材料可以在室溫 下顏色由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色。在二價(jià)銅離子的存在下，半胱氨酸的反應(yīng)位點(diǎn)被二價(jià)銅離子占 據(jù)，抑制了反應(yīng)的進(jìn)行從而顏色不發(fā)生改變。采用本發(fā)明可以檢測(cè)實(shí)際水樣中加標(biāo)的二價(jià) 銅離子。
[0029] 實(shí)施例1 :自來水中二價(jià)銅離子的加標(biāo)濃度測(cè)定。
[0030] (1)樣品的獲取：自來水取自煙臺(tái)市萊山區(qū)自來水水龍頭。
[0031] (2)自來水的加標(biāo)處理：將二價(jià)銅離子加入自來水至終濃度為0. 5yM。
[0032] (3)將加標(biāo)處理的自來水865 y 1與100 y 1 A液充分混勻
[0033] (4)與B液溫?。簩⒉襟E（1)所得液與20 y 1 B液在室溫下溫浴5min。
[0034] (5)加入C液反應(yīng)：將步驟⑵所得液中加入10 y 1 C液。在室溫下反應(yīng)lOmin。
[0035] (6)二價(jià)銅離子濃度的計(jì)算：將步驟（5)最終所得液體用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行吸 光度檢測(cè)，檢測(cè)波長(zhǎng)：785nm。并將所得數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)計(jì)算，獲得自來水中二價(jià)銅 離子的濃度（參見表1)。
[0036] (7)將以上步驟反復(fù)三次。
[0037] (8)最終該反法的測(cè)試結(jié)果為：0? 56±0. 07 yM。
[0038] (9)用ICP/MS的方法對(duì)自來水中的二價(jià)銅離子進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為： 0. 52±0. 04yM。
[0039] 所述A液的配方為：濃度為10mM的HEPES緩沖液，pH7. 4。
[0040] 所述B液的配方為：5mM的L-半胱氨酸，溶于去離子水中，現(xiàn)用現(xiàn)配。
[0041] 所述C液的配方為：50yM的如圖1所示的探針，溶于二甲亞砜中。
[0042] 所述探針的結(jié)構(gòu)式如圖1所示，同時(shí)可按照申請(qǐng)?zhí)枮?01410322590. X文獻(xiàn)中記載 制備獲得。
[0043] 所述標(biāo)準(zhǔn)曲線的獲取：
[0044](1)二價(jià)銅離子母液的配制：將2. 497g Cu2S04?5H20在100ml容量瓶中用去離子 水定容。獲得〇. 1M母液。
[0045] (2)構(gòu)建緩沖條件：將不同濃度梯度的的二價(jià)銅離子溶液分別與100 U1緩沖液混 合，并用去離子水將溶液總體積補(bǔ)足到960 y 1，充分混勾，最終二價(jià)銅離子的濃度為40nM, 80nM, 100nM, 200nM, 400nM, 600nM, 800nM, 1 y M,2. 5y M,5y M, l〇^ M〇
[0046] (3)與L-半胱氨酸溶液溫?。簩⒉襟E（2) -系列緩沖體系中分別加入20 y 1 L-半 胱氨酸溶液并在室溫下反應(yīng)20min。
[0047] (4)與基于花菁的探針反應(yīng)：將步驟⑶所得不同液體中分別加入10 y 1基于花 菁的探針并在室溫下反應(yīng)l〇min。
[0048] (5)紫外分光光度計(jì)測(cè)定：將步驟（5)所得不同液體用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定， 測(cè)定波長(zhǎng)：785nm〇
[0049](6)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：用origin對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理繪圖，獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線。
[0050] 實(shí)施例2 :自來水中二價(jià)銅離子的加標(biāo)濃度測(cè)定。
[0051] 與實(shí)施例1不同之處在于：
[0052](1)樣品的獲?。鹤詠硭∽詿熍_(tái)市萊山區(qū)自來水水龍頭。
[0053] (2)自來水的加標(biāo)處理：將二價(jià)銅離子加入自來水至終濃度為1 y M。
[0054] (3)將加標(biāo)處理的自來水865 y 1與100 y 1 A液充分混勻
[0055] (4)與B液溫?。簩⒉襟E⑴所得液與20 y 1 B液在室溫下溫浴5min。
[0056] (5)加入C液反應(yīng)：將步驟⑵所得液中加入10 y 1 C液。在室溫下反應(yīng)10min。
[0057] (6)二價(jià)銅離子濃度的計(jì)算：將步驟（5)最終所得液體用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行吸 光度檢測(cè)，檢測(cè)波長(zhǎng)：785nm。并將所得數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比對(duì)計(jì)算，獲得自來水中二價(jià)銅 離子的濃度（參見表1)。
[0058] (7)將以上步驟反復(fù)三次。
[0059] (8)最終該反法的測(cè)