用鎂鋁碳酸根水滑石催化魯米諾-過氧化氫化學發光的分析方法

2023-12-04 14:58:11 3

專利名稱：用鎂鋁碳酸根水滑石催化魯米諾-過氧化氫化學發光的分析方法
用鎂鋁碳酸根水滑石催化魯米諾-過氧化氫化學發光的分
析方法所屬領域本發明涉及鎂鋁碳酸根水滑石的應用，具體涉及將鎂鋁碳酸根水滑石用於化學發光分析技木。
背景技術：
化學發光(Chemiluminescence，CL)是指吸收了化學反應能的分子由激發態回到基態時所產生的光輻射現象，研究與其相關的動力學、熱力學和光發射性質等物理化學過程具有重要的理論和應用價值。化學發光分析法是依據某ー時刻化學發光強度或化學發光總量來確定反應中相應組分含量的ー種微量和痕量分析方法，具有高靈敏度、線性範圍寬、 設備簡單、操作簡便、易於實現自動化和分析快速等特點。在眾多的化學發光試劑中，魯米諾(3-氨基鄰苯ニ甲醯胼)因其具有較高的發光量子產率，易合成且具有較好的水溶性，可與多種氧化劑發生化學發光反應，已成為應用最為廣泛的化學發光試劑之一，廣泛應用於包括免疫診斷和非免疫分析的各個領域。魯米諾化學發光分析法也成為研究最深入、應用最廣泛的ー類化學發光反應體系。魯米諾-過氧化氫化學發光反應是應用最為廣泛的魯米諾發光體系。在鹼性條件下魯米諾可被許多氧化劑(如H202、K3Fe (CN)6, NaCIO、KIO4, ΚΜη04、活性氧等)氧化而發出波長為425nm的藍光。但魯米諾氧化發光的反應速度較慢，人們常向體系中加入某些酶類或者無機催化劑，如辣根過氧化酶(HRP) [Robert, W. Charles, C.Alistair，H. Anal. Chem. 2003，75，4244-似49]、微過氧化物酶、黃嘌呤氧化酶、過氧化氫酶等酶類；細胞色素 C[Yukio, N. Heather, Μ. J. Hisamitsu, 0. Tsukasa, K. J. David, L. Biochem. 2010,49, M33-2442]、血紅蛋白、觸珠蛋白等金屬蛋白類；臭氧分子、滷素、過硫酸鹽[Catherine de, V. Alain,D. Virginie,R. Francesca,Ζ. Francis—Andre,W. Biochem. 2004,43,3956—3968」以及 Fe3+[Tomas, P-R. Carmen, M-L. Virginia, T. Jestis, M. Analyst 1999，124，1517-1521]、 Cu2+、Co2+及其它們的配合物等無機類催化劑。這些氧化劑、催化劑的濃度呈線性關係，由此可對這些物質進行測定。但由於現有的催化劑存在如下缺點酶類的辣根過氧化物酶，葡萄糖氧化酶等酶類價格大都在Ig上百元或上千元以上，並且使用這些催化劑的前處理過程較為複雜繁瑣。 重金屬如Cu2+，Co2+等會對環境或生態系統造成危害，並且在同一條件下，許多金屬離子可以催化或抑制同一體系的化學發光反應，從而給選擇性地測定某一離子帶來了困難；表面活性劑SDS，SDBS, CTAB也存在汙染，當水體濃度為4 10g/mL吋，就會對水體產生汙染。 因此發展環境友好型、價格低廉的魯米諾-過氧化氫化學發光的催化劑是本研究的目的。

發明內容
本發明的目的是將鎂鋁碳酸根水滑石用於催化魯米諾-過氧化氫化學發光的分折方法中。該催化劑是ー種易於製備，低成本，綠色環保的的催化劑。
魯米諾-過氧化氫化學發光分析方法，是通過BPCL型超微弱化學發光分析儀自動完成，其中有三個儲液瓶分別裝有待測溶液、測試用發光溶液及超純水，增敏催化劑溶液注射ロ，流通池，光電倍增管和BPCL測試儀，其特徵在幹，所用的增敏催化劑是鎂鋁碳酸根水滑石。較好的是鎂/鋁摩爾比為3 1的鎂鋁碳酸根水滑石。魯米諾-過氧化氫化學發光分析方法具體步驟如下將待測溶液、測試用發光溶液及超純水裝入相應的儲液瓶，先開啟超純水瓶所連的蠕動泵，將超純水按lmL/min的流速注入連結管，衝洗管道30min，BPCL運行電壓為-900V，保證BPCL型超微弱化學發光分析儀的穩定運行；調節測試用發光溶液及超純水瓶所連的蠕動泵，使3個瓶中的溶液都以2mL/min 的流速注入流通管，穩定後將鎂鋁碳酸根水滑石溶液注入系統，由超純水載入並與測試用發光溶液混合，再與待測過氧化氫溶液混合後進入流通池，三者反應，產生發光，由BPCL採集數據，記錄，並分析數據，得到測試結果。所述的待測溶液是用過氧化氫採用加標法標定後的待測溶液；所述的測試用發光溶液是濃度為2 X IO-4M魯米諾與2 X IO-3M氫氧化鈉混合溶液；鎂鋁碳酸根水滑石溶液是濃度為0. 01 0. 015g/mL的溶液。鎂鋁碳酸根水滑石增敏魯米諾-過氧化氫化學發光體系主要與水滑石層狀結構及其插層的陰離子有關。水滑石的層板帶有大量的正電荷，它在溶液中能吸附在鹼性條件下形成的魯米諾陰離子和HO2-陰離子，使鎂鋁碳酸根水滑石層板的陰離子濃度増大，増加了鎂鋁碳酸根水滑石與陰離子的碰撞機會。同吋，C032_水解生成HC03_並且在鹼性條件下生成的ho2_生成hco4_，HCO4-分解產生· co3_，· CO3-與魯米諾陰離子反應發光，故其發光信號増大。本發明的有益效果是其首次將鎂鋁碳酸根水滑石催化劑作化學發光催化劑用於魯米諾-過氧化氫化學發光體系分析，具有高的檢測靈敏度。該分析方法可廣泛用於化學、 生化、免疫及生物分析中。鎂鋁碳酸根水滑石催化劑還具有易於製備，成本低，綠色環保等特點。


圖1魯米諾-過氧化氫化學發光反應裝置圖。1 待測過氧化氫溶液瓶；2 魯米諾溶液瓶；3 超純水瓶；4 蠕動泵；5 六通閥； 6 注射器；7 三通；8 流通池；9 廢液瓶；10 光電倍增管。圖 2Mg-Al_C03LDHs 的 XRD 譜3鎂鋁碳酸根水滑石增敏魯米諾-過氧化氫化學發光體系的空白對比圖4碳酸根與鎂鋁碳酸根水滑石增敏魯米諾-過氧化氫化學發光體系的對比
具體實施例實施例1 利用鎂鋁碳酸根水滑石作為化學發光催化劑測定自來水中過氧化氫。A配製待測溶液和運行液鎂鋁碳酸根插層的水滑石的製備方法是稱取11. 5385g Mg(NO3)2 · 6H20與 5. 6272gAl (NO3) 3 · 9H20,加入 60mL 超純水，配製成鹽液；稱取 0. 7949g Na2CO3 與 4. 8gNaOH，加入60mL超純水，配製成鹼液。將上述兩溶液逐滴滴入四ロ瓶中並攪拌，控制pH在 9. 8-10.0，溫度為室溫。滴加完畢後，將四ロ瓶置於60°C水浴中晶化Mh。產物離心並洗滌 3次，於70°C真空乾燥箱中乾燥Mh，研磨至粉狀。配置成0. 01 0. 015g/mL的鎂鋁碳酸根水滑石溶液。採用日本日立2500VB2+PC型X射線衍射儀(XRD)表徵產物結構，所得結果見圖2，在2Θ為11°時出峰，證實為鎂鋁碳酸根水滑石，並且從圖2中可知，所得的晶形較好。接取自來水，並儘快測量，採用加標法測定自來水中的濃度。用自來水分別配製濃度為 1Χ1(Γ6Μ，2Χ1(Γ6Μ，3Χ1(Γ6Μ，4Χ1(Γ6Μ，5Χ1(Γ6Μ，6Χ1(Γ6Μ 過氧化氫。裝入 1 號瓶；2號瓶中為濃度為2 X 10_4Μ魯米諾與2 X 氫氧化鈉混合溶液；3號瓶中裝入超純水。B儀器準備用超純水衝洗管道30min，流速設置為lmL/min。電壓設置為-900V。保證BPCL型超微弱化學發光分析儀的穩定運行。C 進樣控制蠕動泵流速為2mL/min，將鎂鋁碳酸根水滑石溶液注入系統，由超純水載入並與魯米諾溶液混合，再與待測過氧化氫溶液混合後進入流通池，三者反應，產生發光，由 BPCL採集數據，並記錄。測得自來水中的H2O2濃度為9. 3X ΙΟ—、。回收率為99%。實施例2 採集雨水，並儘快測量，採用加標法測定雨水中H2O2的濃度。用雨水分別配製濃度為 2Χ1(Γ6Μ，4Χ1(Γ6Μ，6Χ1(Γ6Μ，8Χ1(Γ6Μ，10Χ10ザM 等過氧化氫。裝入 1 號瓶中。其他步驟同實施例1。測得雨水中的1 濃度為5. 93 X 101。回收率為102%。對比試驗以分別以濃度為0. 375M硝酸鎂溶液、0. 125M硝酸鋁溶液代替實施例1中的鎂鋁碳酸根水滑石作催化劑，進行同樣操作結果見圖3。由圖3看出，其硝酸鎂溶液與硝酸鋁溶液的化學發光強度遠遠低於鎂鋁碳酸根水滑石的信號，說明起催化魯米諾-過氧化氫化學發光體系是鎂鋁碳酸根水滑石而不是原料中的金屬離子。以濃度為0. 06M碳酸鈉溶液代替實施例1中的鎂鋁碳酸根水滑石作催化劑，進行同樣操作結果見圖4。由圖4可見，CO32的催化魯米諾-過氧化氫化學發光體系的效果與鎂鋁碳酸根水滑石的催化效果相比可以忽略不計。
權利要求
1.一種用鎂鋁碳酸根水滑石催化魯米諾-過氧化氫化學發光的分析方法，魯米諾-過氧化氫化學發光分析方法，是通過BPCL型超微弱化學發光分析儀自動完成，其中有三個儲液瓶分別裝有待測溶液、測試用發光溶液及超純水，增敏催化劑溶液注射ロ，流通池，光電倍増管和BPCL測試儀，其特徵在於，增敏催化劑溶液是鎂鋁碳酸根水滑石溶液；具體分析方法是將待測溶液、測試用發光溶液及超純水裝入相應的儲液瓶，先開啟超純水瓶所連的蠕動泵，將超純水按lmL/min的流速注入連結管，衝洗管道30min，BPCL運行電壓為-900V，保證BPCL型超微弱化學發光分析儀的穩定運行；調節測試用發光溶液及超純水瓶所連的蠕動泵，使3個瓶中的溶液都以2mL/min的流速注入流通管，穩定後將鎂鋁碳酸根水滑石溶液注入系統，由超純水載入並與測試用發光溶液混合，再與待測過氧化氫溶液混合後進入流通池，三者反應，產生發光，由BPCL採集數據，記錄，並分析數據，得到測試結果。
2.根據權利要求1所述的用鎂鋁碳酸根水滑石催化魯米諾-過氧化氫化學發光的分析方法，其特徵是所述的待測溶液是用過氧化氫採用加標法標定後的待測溶液；所述的測試用發光溶液是濃度為2 X IO-4M魯米諾與2 X IO-3M氫氧化鈉混合溶液；鎂鋁碳酸根水滑石溶液是濃度為0. 01 0. 015g/mL的溶液。
3.根據權利要求1所述的用鎂鋁碳酸根水滑石催化魯米諾-過氧化氫化學發光的分析方法，其特徵是所述的增敏催化劑是鎂/鋁摩爾比為3 1的鎂鋁碳酸根水滑石。
全文摘要
本發明提供了一種用鎂鋁碳酸根水滑石催化魯米諾-過氧化氫化學發光的分析方法，魯米諾-過氧化氫化學發光分析方法，是通過BPCL型超微弱化學發光分析儀自動完成，其中有三個儲液瓶分別裝有待測溶液、測試用發光溶液及超純水，增敏催化劑溶液注射口，流通池，光電倍增管和BPCL測試儀，本發明的特徵在於採用鎂鋁碳酸根水滑石作為增敏催化劑，鎂鋁碳酸根水滑石與碳酸根催化劑催化魯米諾-過氧化氫化學發光體系相比，其催化魯米諾-過氧化氫化學發光效果顯著增強，並且鎂鋁碳酸根水滑石具有成本低，易於合成，綠色環保等優點，在環境及生物分析等具有廣闊的應用前景。
文檔編號G01N21/76GK102590187SQ201110005380
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月12日 優先權日2011年1月12日
發明者劉芳, 呂超, 王志華 申請人:北京化工大學