CN102419310B - 一种检测Hg2+的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测Hg²⁺的方法，是基于荧光素衍生物Fluorescein Hydrazide(FH)的定量检测Hg²⁺的方法。具体是在pH为8.0的缓冲溶液中用FH，并借助紫外可见光谱或者荧光光谱定量地检测Hg²⁺的含量。该检测方法，对Hg²⁺显示了高的灵敏性和选择性，检测过程简便、灵敏、快速，检测结果准确。

Description

一种检测Hg2+的方法

技术领域

本发明涉及Hg²⁺检测分析技术，具体属于一种基于荧光素衍生物Fluorescein Hydrazide(FH)的定量检测Hg²⁺的方法。

背景技术

汞离子(Hg²⁺)是剧毒的重金属元素之一，对汞离子的选择性识别尤其是汞离子的荧光成像技术、实时、在线监测对于医学、生物学和环境科学都具有重要意义。汞是一种严重危害人体健康的金属，由于其具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性，成为全球最引人关注的环境污染物之一。汞离子一旦进入海洋，细菌可将无机汞转化为有机汞如(甲基汞)，并不断的在海洋中的生物体内累积，尤其是可食用的鱼类体内累积，最后经食物链被人类吸收。甲基汞会毒害神经，可导致感知、行为紊乱和神经损伤，对机体造成以神经毒性和肾脏毒性为主的多系统损害从而对人类健康构成巨大威胁。基于以上原因，汞的检测引起人们的极大关注，不断探讨其检测方法。

当前，常见的汞元素检测手段主要是原子吸收发射光谱法、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体、质谱、核磁共振、比色法(如传统的双硫腙法)、电化学方法(如阳极溶出伏安法、氧化还原电位法等)。但这些分析手段在实际应用中既昂贵又繁琐，且常常需要特殊的实验仪器。因此，发展高效、廉价、简捷的汞离子检测方法成为重要的研究目标。

发明内容：

本发明的目的是提供一种体系简单、操作方便、选择性高的Hg²⁺定量检测的方法。

本发明提供的检测Hg²⁺的方法，是一种基于荧光素衍生物Fluorescein Hydrazide(FH)检测汞离子的方法。

本发明采用的检测汞离子的试剂是荧光素衍生物(FH)，参照文献(T.R.Li，Z.Y.Yang，Y.Li，Z.C.Liu，G.F.Qi，B.D Wang，Dyes and Pigments，2011，88，103-108)合成。合成路线为：

FH的合成方法：将0.1mol的荧光素溶解在20mL的乙醇中，并加入过量的水合肼(85％，1.2mL)，在油浴中回流8小时，减压蒸馏得到棕色油状产物，用乙醇重结晶得到FH。

本发明提供的一种检测Hg²⁺的方法，包括如下步骤：

(1)配制pH＝8.0、浓度为1-100mM的HEPES缓冲溶液，并用乙醇配制2mM的FH乙醇溶液；

(2)把1mL的HEPES缓冲溶液和1mL乙醇溶液加到干净的紫外比色皿中，并加入30μL的FH乙醇溶液，在紫外可见分光光度仪上检测，随着待测样的加入，吸收峰397nm、504nm和641nm均逐渐上升，当吸收峰不再上升时，停止加待测样，此时加入待测样的体积计为V_待测样；

(3)按30×1×2×10^-3/V_待测样计算出待测样中Hg²⁺的浓度(mol/L)。

本发明提供的另一种检测Hg²⁺的方法，包括如下步骤：

(1)配制pH＝8.0、浓度为1-100mM的HEPES缓冲溶液，并用乙醇配制2mM的FH乙醇溶液；

(2)把1mL的HEPES缓冲溶液和1mL乙醇溶液加到干净的荧光比色皿中，并加入1μL的FH乙醇溶液，在荧光可见分光光度仪上检测，随着待测样的加入，522nm出现明显的荧光增强，且随着Hg²⁺浓度的增大，荧光强度也增大，当强度不再增大时，停止加待测样，此时加入待测样的体积计为V_待测样；

(3)按1×1×2×10^-3/V_待测样计算出待测样中Hg²⁺的浓度(mol/L)。

经实验证明，其它离子不干扰体系对汞离子的测定。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：1、检测体系成本低廉，试剂由荧光素和水合肼，在回流8小时下一步制得，原料便宜，反应条件简单，易于生产；2、本发明的检测方法，对Hg²⁺显示了高的选择性，不受其他离子的干扰；3、检测过程简便、灵敏，检测结果准确；4、检测手段简单，只需要借助紫外分光光度计或荧光分光光度计，其中借助荧光分光光度计，汞离子的检测极限更低。

附图说明：

图1实施例1FH的单晶衍射结构图。

图2实施例2检测Hg²⁺的紫外吸收图。

图3实施例3FH和各种阳离子作用的紫外可见吸收图。

图4实施例4FH和各种阳离子作用的紫外柱状图及颜色对照图。

图5实施例5检测Hg²⁺的荧光发射图。

图6实施例6Hg²⁺和其他阳离子的荧光发射图。

图7实施例7加入Hg²⁺和其他阳离子的荧光柱状图。

具体实施方式：

实施例1

FH的合成：将0.1mol的荧光素溶解在20mL的乙醇中，并加入过量的水合肼(85％，1.2mL)，在油浴中回流8小时，减压蒸馏得到棕色油状产物，用乙醇重结晶得到FH。

FH的表征：¹H NMR，(DMSO-d₆)：δ(ppm)9.80(s，2H)，7.76(m，1H)，7.48(m，2H)，6.99(m，1H)，6.58(s，2H)，6.43(d，2H)，6.38(d，2H)，4.37(s，2H)；¹³C NMR(75MHz，CDCl₃)：δ24.25，33.00，113.31，117.96，121.58，121.88，123.80，138.69，156.24，196.37；ESI-MS m/z 347.2[FH1+H]⁺(calcd.347.1)；元素分析(calcd.％)：C₂₀H₁₄N₂O₄，C，69.36；N，8.09；H，4.07：Found：C，69.30；N，8.11；H，4.01.晶体数据：C₂₀H₁₆N₂O₅：crystal size：0.22×0.2×0.1，triclinic，spacegroup P-1(No.2).

α＝104.34(3)°，β＝109.09(3)°，γ＝99.67(3)°，

Z＝2，T＝173K，θ_max＝25.0°，7521reflectionsmeasured，2762unique(R_int＝0.0412).Final residual for 250parameters and 2503reflections withI＞2σ(I)：R₁＝0.0622，wR₂＝0.1390，GOF＝1.17.单晶衍射结构图见图1。

实施例2

配制pH＝8.0的的HERES(10mM)缓冲溶液，配制2mM的Hg²⁺溶液，并用乙醇配制2mM的FH溶液；把1mL的乙醇和1mL HERES缓冲溶液及30μL的FH乙醇溶液加到干净的紫外比色皿中，在紫外可见分光光度仪上检测，在397nm，504nm和642nm有吸收；取Hg²⁺的溶液，逐渐用微量进样器加到此比色皿中，边加样边在紫外可见分光光度仪上检测，随着Hg²⁺的加入，吸收峰397nm，504nm和642nm均逐渐升高，当吸收峰不再升高时，停止加待测样，此时加入待测样的体积计为30μL；按30×1×2×10^-3/30计算出Hg²⁺的含量为2×10^-3(mol/L)。紫外可见吸收图见图2。

实施例3

把1mL的乙醇和1mL的pH8.0HERES(10mM)缓冲溶液及2mM、30μL的FH乙醇溶液分别加到不同的紫外比色皿中，再分别加入等摩尔的Hg²⁺，以及10摩尔当量的其他各种阳离子的紫外可见吸收图见图3。

实施例4

把1mL的乙醇和1mL的pH8.0HERES(10mM)缓冲溶液及2mM、30μL的FH乙醇溶液分别加到不同的紫外比色皿中，再分别加入等摩尔量的Hg²⁺，以及10摩尔当量的其他各种阳离子，在紫外可见光谱仪测定642nm的吸收值，绘制不同阳离子对应的吸收值的柱状图，见图4(内部为对应的溶液颜色变化图)。

实施例5

配制pH＝8.0的的HEPES(10mM)缓冲溶液，配制2mM的Hg²⁺溶液，并用乙醇配制2mM的FH溶液；把1mL的乙醇和1mL的HEPES缓冲溶液及1μL的FH乙醇溶液加到干净的荧光比色皿中，取Hg²⁺的溶液，逐渐用微量进样器加到此比色皿中，边加样边在荧光分光光度仪上检测，随着Hg²⁺的加入，522nm处荧光强度逐渐增强，当荧光强度不再变化时，停止加待测样。此时加入待测样的体积计为1μL；按1×1×2×10^-3/1计算出Hg²⁺的含量为2×10^-3(mol/L)。紫外可见吸收图见图5。

实施例6

配制pH＝8.0的HEPES(10mM)缓冲溶液，配制2mM的Hg²⁺溶液，并用乙醇配制2mM的FH溶液；把1mL的乙醇和1mL的HEPES缓冲溶液及1μL的FH乙醇溶液分别加到不同的荧光比色皿中，再分别加入等摩尔量的Hg²⁺，以及10摩尔当量的其他各种阳离子的荧光图见图6。

实施例7

把1mL的乙醇和1mL的HEPES缓冲溶液及1μL的FH乙醇溶液分别加到不同的荧光比色皿中，并分别加入等摩尔量的Hg²⁺，以及10摩尔当量的其他各种阳离子，在荧光分光光度仪上检测，绘制不同阳离子对应的522nm荧光强度的柱状图，见图7。

Claims (2)

1.一种检测Hg²⁺的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）配制pH=8.0、浓度为1-100mM的HEPES缓冲溶液，并用乙醇配制2mM的FH乙醇溶液；

（2）把1mL的HEPES缓冲溶液和1mL乙醇加到干净的紫外比色皿中，并加入30μL的FH乙醇溶液,在紫外可见分光光度仪上检测，随着待测样的加入，吸收峰397nm、504nm和641nm均逐渐上升，当吸收峰不再上升时，停止加待测样，此时加入待测样的体积计为V_待测样；

（3）按30×1×2×10^-3/V_待测样计算出待测样中Hg²⁺的浓度（mol/L）；

FH的合成方法：将0.1mol的荧光素溶解在20mL的乙醇中，并加入过量的水合肼、其为85％、1.2mL，在油浴中回流8小时,减压蒸馏得到棕色油状产物，用乙醇重结晶得到FH。

2.一种检测Hg²⁺的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）配制pH=8.0、浓度为1-100mM的HEPES缓冲溶液，并用乙醇配制2mM的FH乙醇溶液；

（2）把1mL的HEPES缓冲溶液和1mL乙醇加到干净的荧光比色皿中，并加入1μL的FH乙醇溶液,在荧光可见分光光度仪上检测，随着待测样的加入，522nm出现明显的荧光增强，且随着Hg²⁺浓度的增大，荧光强度也增大，当强度不再增大时，停止加待测样，此时加入待测样的体积计为V_待测样；

（3）按1×1×2×10^-3/V_待测样计算出待测样中Hg²⁺的浓度（mol/L）；

FH的合成方法：将0.1mol的荧光素溶解在20mL的乙醇中，并加入过量的水合肼、其为85％、1.2mL，在油浴中回流8小时,减压蒸馏得到棕色油状产物，用乙醇重结晶得到FH。

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