一種過氧化氫的比色檢測方法

2023-12-02 16:28:51

一種過氧化氫的比色檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種過氧化氫的比色檢測方法，是將含有過氧化氫的樣品溶液與二硫化鉬溶液、顯色劑、緩衝液混合，反應後採用目視比色法或紫外-可見分光光度計測定樣品中過氧化氫的含量。本發明利用二硫化鉬為催化劑催化過氧化氫與顯色劑的顯色反應來檢測過氧化氫，採用目視比色法半定量測定過氧化氫濃度，或通過紫外分光光度計來定量測定過氧化氫濃度。本發明可解決現有技術中對過氧化氫檢測的操作要求高，檢測過程複雜，檢測成本高，檢測時間長，背景幹擾大等問題，本發明的方法成本低、操作簡便、能夠實現可視化快速檢測過氧化氫。
【專利說明】一種過氧化氫的比色檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於過氧化氫檢測【技術領域】，具體涉及一種過氧化氫的比色檢測方法。
【背景技術】
[0002]過氧化氫俗稱雙氧水，化學式為H2O2，常用於食品加工，但由於長期食用含有過氧化氫的食物會有致癌的危險，因此國家規定嚴格禁止過氧化氫殘留在最終的食品成品中，僅少數食品允許殘留最大值，如豆腐乾。
[0003]目前用於過氧化氫檢測的國家標準(GB/T 23499-2009食品中殘留過氧化氫的測定方法，GB 1616-2003工業過氧化氫)，多以高錳酸鉀、鈦鹽或是碘化鉀的氧化還原反應產生的顏色變化作為滴定終點，以滴定的體積或是差值來計算過氧化氫的含量。雖然不需要高端的儀器，但是藥品的配製及檢測時間較長，滴定過程的控制及終點的確定也依靠操作人員的經驗判斷，不適合用於過氧化氫的現場快速篩查及推廣。在目前已經公布的過氧化氫快速檢測相關專利中，拉曼光譜的方法(專利號:96107309.8)、電化學的方法(專利號:201210079336.2、專利號 200810002293.1、專利號:200780034519.X、專利號200710021821.3)、原子吸收光譜法(專利號:200810073667.9)、高效液相色譜法(專利號:02158703.5)、螢光光譜法(專利號:201210024695.8)等大都需憑藉昂貴的專業儀器並且在專業技術人員的操作下才能完成對過氧化氫的檢測。而過氧化氫快速測定的相關儀器(ZL200520016811.7)、試紙(專利號:200710047154.6)等因其構造複雜，製作過程繁瑣，在實際應用中也受到很大的限制。
[0004]利用酶作為催化劑可以加快過氧化氫對顯色劑的作用，提高檢測靈敏度。然而天然酶存在價格較高、易失活不易保存等缺點。因此，人們提出基於模擬酶檢測過氧化氫的方法。如中國科學院閻錫蘊課題組發現納米材料四氧化三鐵具有類過氧化物酶催化活性(Nature Nanotechnology, 2007, 2, 577-583)。隨後，汪爾康等人利用該特性實現了對過氧化氫和葡萄糖的檢測(Analytical Chemistry, 2008, 80, 2250-2254),氧化石墨烯也被發現具有類過氧化物酶活性，並已應用於過氧化氫和葡萄糖的檢測(AdvancedMaterials, 2010, 20, 2255-2262)。也有人提出基於酶催化檢測過氧化氫的專利(專利號:201110275358.1、專利號:201010519693.7)。然而這些方法成本高、對過氧化氫的檢測限較高。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於提供一種過氧化氫的比色檢測方法，利用二硫化鑰為催化劑催化過氧化氫與顯色劑的顯色反應來檢測過氧化氫，可解決現有技術中對過氧化氫檢測的操作要求高，檢測過程複雜，檢測成本高，檢測時間長，背景幹擾大等問題，本發明的方法成本低、操作簡便、能夠實現可視化快速檢測過氧化氫。
[0006]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
一種過氧化氫的比色檢測方法，是將含有過氧化氫的樣品溶液與二硫化鑰溶液、顯色齊U、緩衝液混合，反應後將溶液的顏色與比色標準系列進行比較，或在顯色反應後加入硫酸溶液終止反應，再採用目視比色法半定量測定過氧化氫的濃度。
[0007]所述比色標準系列的製備是將已知的不同濃度的過氧化氫標準溶液與二硫化鑰溶液、顯色劑、緩衝液混合進行顯色反應，得到比色標準系列，或在顯色反應後加入硫酸溶液終止反應得到比色標準系列。
[0008]一種過氧化氫的比色檢測方法，是將含有過氧化氫的樣品溶液與二硫化鑰溶液、顯色劑、緩衝液混合反應後，採用紫外-可見分光光度計測定溶液的吸光度，或在顯色反應後加入硫酸溶液終止反應，再採用紫外-可見分光光度計測定溶液的吸光度，並根據標準曲線方程計算過氧化氫的含量。
[0009]所述標準曲線方程的建立是將已知的含有不同濃度的過氧化氫標準溶液與二硫化鑰溶液、顯色劑混合進行顯色反應，採用紫外-可見分光光度計在最大吸收波長處測定吸光度，或在顯色反應後加入硫酸溶液終止反應，再採用紫外-可見分光光度計在最大吸收波長處測定吸光度，並以吸光度作為縱坐標，過氧化氫的濃度作為橫坐標，繪製標準曲線並得出標準曲線方程。
[0010]配製樣品溶液所用的緩衝液的pH值為1-9。
[0011]所用顯色劑為3，3』，5，5』 -四甲基聯苯胺、2，2-聯氮-二(3_乙基-苯並噻唑-6-磺酸)二銨鹽或鄰苯二胺。
[0012]顯色反應的溫度為3(T60°C。
[0013]本發明的顯著優點是:
(I)本方法通過二硫化鑰催化顯色劑顯色，產生明顯的顏色變化，以指示過氧化氫的不同濃度。過氧化氫濃度不同，則溶液顏色及顏色深淺均不同；通過肉眼觀察即可判斷過氧化氫是否超標，而不必藉助任何儀器，因此檢測成本低，操作簡便。
[0014](2)本方法所使用的二硫化鑰無需進行修飾即可用於過氧化氫的檢測。
[0015](3)本方法利用分光光度法對過氧化氫的檢測限可以達到1.5 μ M，線性範圍為5μ M 至Ij 100 μ Μ。
[0016](4)本方法的酶催化反應條件溫和，檢測速度快，重現性好，且無需昂貴的檢測儀器，操作簡便，可實現過氧化氫可視化快速識別和檢測。
【具體實施方式】
[0017]過氧化氫的檢測:將過氧化氫樣品溶液與的二硫化鑰溶液、顯色劑和緩衝溶液(pH 1-9)混合，反應後可依據顏色變化通過目視比色法進行半定量分析，或利用紫外-分光光度法在最大波長處測定吸光度進行定量分析；或者加入10 μ L 20% (ν/ν)硫酸溶液終止反應後，通過目視比色法進行半定量分析或利用紫外-分光光度法在最大波長處測定吸光度進行定量分析。
[0018]標準比色系列:將二硫化鑰溶液，顯色劑和緩衝液，混勻後，再加入不同濃度的過氧化氫標準溶液，混合均勻，3(T60°C下顯色反應30 min後直接作為比色標準系列,或通過加入硫酸溶液終止反應後再作為比色標準系列。
[0019]所用顯色劑為3，3』，5，5』 -四甲基聯苯胺、2，2-聯氮-二(3_乙基-苯並噻
唑-6-磺酸)二銨鹽或鄰苯二胺。[0020]下面結合實施例對本發明作進一步說明:
實施例1
對水溶液中過氧化氫的檢測:將0.2 mL過氧化氫樣品溶液與0.05 mL的二硫化鑰溶液(18 mg/L),0.05 mL鄰苯二胺(0.3 M)和0.2 mL緩衝溶液(10 mM, pH I)混合，反應後12 min即可產生明顯顏色變化，可依據顏色變化通過目視比色法進行半定量分析，或利用紫外-分光光度法在450 nm波長處測定吸光度進行定量分析。
[0021]標準比色系列:將0.05 mL的二硫化鑰溶液(18 mg/L)，0.05 mL鄰苯二胺(0.3 M)和0.2 mL緩衝溶液(10 mM,pH I)，混勻後，再加入0.2 mL不同濃度的過氧化氫標準溶液，其濃度依次為 O μΜ，5 μ Μ, 20 μ Μ, 40 μ Μ, 60 μ Μ, 80 μ Μ, 100 μ Μ, 150 μ Μ, 200 μ M混合均勻，60°C下顯色反應30 min後直接作為比色標準系列。
[0022]實施例2
對水溶液中過氧化氫的檢測:將0.2 mL過氧化氫樣品溶液與0.05 mL的二硫化鑰溶液(18 mg/L),0.05 mL 2，2-聯氮-二(3-乙基-苯並噻唑_6_磺酸)二銨鹽(20禮)和0.2mL緩衝溶液(10 mM, pH I)混合，反應後12 min即可產生明顯顏色變化，可依據顏色變化通過目視比色法進行半定量分析，或利用紫外-分光光度法在405 nm波長處測定吸光度進行定量分析。
[0023]標準比色系列:將0.05 mL的二硫化鑰溶液(18 mg/L),0.05 mL 2，2_聯氮-二(3-乙基-苯並噻唑-6-磺酸)二銨鹽(20禮)和0.2 mL緩衝溶液(10 mM,pH I)，混勻後，再加入0.2 mL不同濃度的過氧化氫標準溶液,其濃度依次為O μΜ,5 μ Μ,20 μ Μ,40 μ Μ,60 μ Μ, 80 μ Μ, 100 μ Μ, 150 μ Μ, 200 μ M混合均勻，30°C下顯色反應40 min後直接作為比色標準系列。
[0024]實施例3
對水溶液中過氧化氫的檢測:將0.2 mL過氧化氫樣品溶液與0.05 mL的二硫化鑰溶液(18 mg/L),0.05 mL 3，3』，5，5』-四甲基聯苯胺(12 mM)和 0.2 mL 緩衝溶液(10 mM,pH
6.9)混合，反應後12 min即可產生明顯顏色變化，可依據顏色變化通過目視比色法進行半定量分析，或利用紫外-分光光度法在652 nm波長處測定吸光度進行定量分析；或者加入10 μ L 20% (V/V)硫酸溶液終止反應後,通過目視比色法進行半定量分析或利用紫外-分光光度法在450 nm波長處測定吸光度進行定量分析。
[0025]標準比色系列:將0.05 mL的二硫化鑰溶液(18 mg/L)，0.05 mL 3，3，，5，5，-四甲基聯苯胺(12 mM)和0.2 mL緩衝溶液(10 mM,pH 6.9)，混勻後，再加入0.2 mL不同濃度的過氧化氫標準溶液，其濃度依次為O μΜ，5 μ Μ, 20 μ Μ, 40 μ Μ, 60 μ Μ, 80 μ Μ, 100 μ Μ,150 μ Μ, 200 μΜ，混合均勻，30°C下顯色反應30 min後，通過目視比色法進行半定量分析，或利用紫外-分光光度法在652 nm波長處測定吸光度進行定量分析；或者加入10 μ L 20%(V/V)硫酸溶液終止反應後，通過目視比色法進行半定量分析或利用紫外-分光光度法在450 nm波長處測定吸光度進行定量分析。
[0026]結果顯示，隨著過氧化氫濃度的增加，溶液顏色由淺黃色到淺綠色再到深藍色，以此作為比色標準系列。加入硫酸終止反應後，溶液在450 nm處的吸光度逐漸增大，溶液顏色由淺黃色到深黃色，線性方程為Y=0.08011+0.01774X, R=0.996，以此顏色變化作為比色標準系列。[0027]採用不同顯色劑分別對顯色劑+過氧化氫(0.1 mM)、顯色劑+ 二硫化鑰及顯色劑+ 二硫化鑰+過氧化氫(0.1mM)進行檢測，結果見表1。
[0028]表1採用不同顯色劑處理不同顯色劑的溶液顏色變化
【權利要求】
1.一種過氧化氫的比色檢測方法，其特徵在於:將含有過氧化氫的樣品溶液與二硫化鑰溶液、顯色劑、緩衝液混合，反應後將溶液的顏色與比色標準系列進行比較，或在顯色反應後加入硫酸溶液終止反應，再採用目視比色法半定量測定過氧化氫的濃度。
2.根據權利要求1所述的過氧化氫的比色檢測方法，其特徵在於:所述比色標準系列的製備是將已知的不同濃度的過氧化氫標準溶液與二硫化鑰溶液、顯色劑、緩衝液混合進行顯色反應，得到比色標準系列，或在顯色反應後加入硫酸溶液終止反應得到比色標準系列。
3.—種過氧化氫的比色檢測方法，其特徵在於:將含有過氧化氫的樣品溶液與二硫化鑰溶液、顯色劑、緩衝液混合反應後，採用紫外-可見分光光度計測定溶液的吸光度，或在顯色反應後加入硫酸溶液終止反應，再採用紫外-可見分光光度計測定溶液的吸光度，並根據標準曲線方程計算過氧化氫的含量。
4.根據權利要求3所述的過氧化氫的比色檢測方法，其特徵在於:所述標準曲線方程的建立是將已知的含有不同濃度的過氧化氫標準溶液與二硫化鑰溶液、顯色劑、緩衝液混合進行顯色反應，採用紫外-可見分光光度計在最大吸收波長處測定吸光度，或在顯色反應後加入硫酸溶液終止反應，再採用紫外-可見分光光度計在最大吸收波長處測定吸光度，並以吸光度作為縱坐標，過氧化氫的濃度作為橫坐標，繪製標準曲線並得出標準曲線方程。
5.根據權利要求1或3所述的過氧化氫的比色檢測方法，其特徵在於:所述緩衝液的pH值為1-9。
6.根據權利要求1-4任一所述的過氧化氫的比色檢測方法，其特徵在於:所用顯色劑為3，3』，5，5』 -四甲基聯苯胺、2，2-聯氮-二(3-乙基-苯並噻唑-6-磺酸)二銨鹽或鄰苯二胺。
7.根據權利要求1-4任一所述的過氧化氫的比色檢測方法，其特徵在於:顯色反應的溫度為3(T60°C。
【文檔編號】G01N21/31GK103760160SQ201410034574
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月25日 優先權日:2014年1月25日
【發明者】郭良洽, 林天然 申請人:福州大學