郭良 賈丕亮 柴敏敏(臨汾市環(huán)境監(jiān)測站,山西 臨汾 041000)
IFFM-D型流動(dòng)注射/化學(xué)發(fā)光聯(lián)用儀(西安瑞邁)。
磷酸緩沖溶液:按一定的比例混合0.1M磷酸二氫鈉和0.1M磷酸氫二鈉;魯米諾溶液:稱取一定量用氫氧化鈉溶液溶解,使用時(shí)用磷酸緩沖溶液稀釋到所要濃度;雙氧水溶液:30%的雙氧水用高純水稀釋到一定濃度;[BMIM]BF4;硫酸銅(aladdin),EDTA(aladdin),實(shí)驗(yàn)所用試劑都為優(yōu)級(jí)純;水為高純水(Ultra-Pure Water System,Germany)。
分別將銅離子、魯米諾/離子液體、載流(水)以及雙氧水溶液通過相應(yīng)的內(nèi)徑0.8mm的PTFE管以2.5毫升/分的流速輸入儀器中詳見(圖1-1)。漩渦反應(yīng)池用30 cm(2.0 mm i.d.×3.5 mill o.d.)的無色玻璃管盤繞而成。走基線之前儀器先預(yù)熱半小時(shí),用純凈水清洗管路,待基線穩(wěn)定后,注入被測樣品溶液,計(jì)算機(jī)記錄下化學(xué)發(fā)光信號(hào),用峰高定量。[BMIM]BF4的增敏效果圖(圖1-2),我們認(rèn)為是由于離子液體與銅離子首先形成比較穩(wěn)定的絡(luò)合物,絡(luò)合物發(fā)揮作用增敏該“魯米諾+雙氧水+離子液體+金屬離子”化學(xué)發(fā)光體系。
圖1-2 離子液體的增敏作用
圖1-1 流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光測定雙氧水流路圖
通過實(shí)驗(yàn)不同的pH,發(fā)現(xiàn)[BMIM]BF4在強(qiáng)堿性和強(qiáng)酸性條件對(duì)“魯米諾+雙氧水+金屬離子”體系的增敏作用幾乎沒有,而在接近中性的條件下,對(duì)該體系表現(xiàn)出非常強(qiáng)強(qiáng)的增敏作用,大量實(shí)驗(yàn)的最佳pH值:利用0.1M磷酸緩沖液調(diào)節(jié)pH為7.6時(shí),化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度最大。
研究發(fā)現(xiàn),魯米諾的濃度與發(fā)光強(qiáng)度并非呈正比關(guān)系,在2.0×10-5-4.5×10-4mol/L濃度范圍內(nèi)研究魯米諾的濃度對(duì)該體系化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的響應(yīng),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)魯米諾的濃度與化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度并非呈正比,體系化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度隨著luminol濃度的增加表現(xiàn)出先增加后減小的趨勢,并且魯米諾濃度在2.0×10-4mol/L時(shí)對(duì)應(yīng)的化學(xué)發(fā)光信號(hào)最強(qiáng),且信號(hào)最穩(wěn)定。最后我們選擇魯米諾濃度為3.0×10-4mol/L,為實(shí)驗(yàn)的最佳濃度。
早前美國學(xué)者就有相關(guān)研究,離子液體中的咪唑環(huán)與Cu離子容易形成絡(luò)合物,并且對(duì)一些反應(yīng)有一定的催化作用[1],研究發(fā)現(xiàn),咪唑環(huán)2號(hào)位碳上的氫對(duì)化學(xué)發(fā)光增敏起到關(guān)鍵作用[2],如果2號(hào)碳上的氫離子被其他官能團(tuán)取代后,咪唑環(huán)與銅離子就不能形成絡(luò)合物也不能對(duì)任何體系有增敏效果[3]。本文利用離子液體中的咪唑環(huán)與我們選擇的銅離子形成絡(luò)合物,共同作用“魯米諾+雙氧水”體系,試驗(yàn)后我們選擇[BMIM]BF4離子液體,“魯米諾+雙氧水+離子液體+金屬離子”體系發(fā)光強(qiáng)度隨著[BMIM]BF4離子液體濃度的增也呈現(xiàn)增加趨勢,11.58 g/L時(shí)對(duì)該新體系的增敏效果最穩(wěn)定最強(qiáng),隨著離子液體濃度的增加化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度開始降低。
分別實(shí)驗(yàn)二價(jià)銅離子、二價(jià)鐵離子、二價(jià)鉛、二價(jià)鎳與[BMIM]BF4的相互作用,發(fā)現(xiàn)Cu2+與[BMIM]BF4離子液體最容易形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,并且形成的絡(luò)合物對(duì)該體系的增敏作用最強(qiáng)。研究不同銅離子1.0×10-5-1.0×10-4mol/L濃度對(duì)增敏效果的影響,最后發(fā)現(xiàn),銅離子濃度在5.72×10-5mol/L時(shí)與[BMIM]BF4離子液體形成的絡(luò)合物對(duì)體系的作用最強(qiáng)且信號(hào)最穩(wěn)定。
綜合以上選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件,基本上建立了一種測定雙氧水的新方法,通過進(jìn)一步研究化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與雙氧水濃度之間的線性關(guān)系。我們得出了如下結(jié)論:H2O2濃度在2.5×10-7-3.0×10-4mol/L范圍內(nèi),化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與與雙氧水濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,其線性回歸方程為L=267.55C-40.127,相關(guān)系數(shù)r=0.9998。其中L代表發(fā)光峰值高,C代表H2O2的濃度。檢出限(S/N=3時(shí))為1.2×10-7mol/L。對(duì)4.5×10-5mol/L的雙氧水標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行了10次連續(xù)平行測定,得出該方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.78%,證明研究的方法具有良好的重現(xiàn)性和精密度。
雨水的收集與前處理:取一干凈的盆收集一定量的新鮮雨水,放在陰涼處靜置30分鐘,用50ml注射器抽取上層清液30mL,并加入1mL 3.0×10-5mol/L乙二胺四乙酸溶液,搖勻后待測定。
水產(chǎn)品牛百葉浸泡液前處理:取早市新鮮的牛百葉500g切碎,用1000ml純凈水浸泡1小時(shí),取100ml上清液離心5分鐘,過濾后取50 mL浸泡處理液加入1 mL 1.0×10-5mol/L乙二胺四乙酸,搖勻后待測定。
綜上所述,本文運(yùn)用[BMIM]BF4離子液體的咪唑環(huán)與二價(jià)銅離子形成絡(luò)合物,增敏經(jīng)典的化學(xué)發(fā)光體系“Luminol+H2O2”,研究發(fā)現(xiàn),在pH值為7.6時(shí),就能夠使該體系具有強(qiáng)的化學(xué)發(fā)光信號(hào),改變以往該體系的堿性條件,拓寬了“Luminol+H2O2”體系的應(yīng)用范圍;并且本文提供了一種測定殘留痕量雙氧水的新方法。該方法具有檢出限低、靈敏度高、所用試劑環(huán)保簡單易得等優(yōu)點(diǎn),試驗(yàn)穩(wěn)定性高可以對(duì)某些復(fù)雜樣品進(jìn)行分析,希望能對(duì)食品監(jiān)測等行業(yè)提供幫助。
[1]M.S.Aure,D.Bastien,J.B.Lo?c,Agne P.G,1-Ethyl-3-Methylimidazolium Ethylsulfate/Copper Catalyst for the Enhancement of Glucose Chemiluminescent Detection:Effects on Light Emission and Enzyme Activity[J]Anal.Chem.2010,82:2401-2404.
[2]郭良.流動(dòng)注射/毛細(xì)管電泳-化學(xué)發(fā)光聯(lián)用技術(shù)的研究[D].臨汾:山西師范大學(xué),2012.
[3]Alici,B,Koytepe,S.Seckin,[J].T.Turk.J.Chem.2007,31,569-578.