CN102818802A - 一种检测次氯酸根的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种检测次氯酸根的方法，是基于二吡啶甲醛荧光素酰腙（FHP）和Cu+定量检测次氯酸根的方法。具体是在pH为7.0的HEPES缓冲溶液中，利用次氯酸根能将Cu+氧化为Cu2+，Cu2+与FHP形成配合物后，在紫外可见光谱上发生变化，实现次氯酸根的检测。该检测方法，对次氯酸根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
技术领域
本发明涉及次氯酸根检测技术，具体属于一种快速、定量地检测次氯酸根的方法。
背景技术
NaOCl被广泛用于漂白剂和消毒剂，其浓度范围为10-5～10-2mol/L。它的质子化形式（次氯酸，HClO),是生物重要的活性氧物种(ROS)，在有机体和水处理中作为抗菌剂。然而，过量的HClO能造成组织损伤和疾病，如：肝缺血再灌注损伤，动脉粥样硬化，肺损伤，类风湿和心血管疾病，神经元变性，关节炎和癌症。
目前已报道的检测次氯酸根的方法有：比色法（S.M.Chen,J.X.Lu,C.D.Sun,H.M.Ma.Analyst 135(2010)577–582）、发光法（J.Ballesta-Claver,M.C.Valencia-Miron,L.F.Capitán-Vallvey.Anal.Chim.Acta.522(2004)267–273）、电化学法（A.P.Soldatkin,D.V.Gorchkov，C.Martelet,N.Jaffrezic-Renault.Sens.Actuators,B.43(1997)99–104）、色谱法（A.Gallina,P.Pastore,F.Magno.Analyst 124(1999)1439–1442.），这些方法有的灵敏度低、有的耗时繁琐。也有一些基于次氯酸强的氧化特性的检测方法（Y.K.Yang,H.J.Cho,J.Lee,.Shin,J.Tae.Org.Lett.11(2009)859-861）。然而，这些方法由于试剂结构相对复杂而不容易合成。所以，发展一种检测过程简单、灵敏、成本低、适合实际使用的方法非常必要。
发明内容：
本发明的目的是为了克服现有技术次氯酸根检测中存在的问题，提供一种体系简单、操作方便、选择性高、灵敏度高的次氯酸根定量检测方法。
本发明提供的一种检测次氯酸根的方法，是在pH为7.0的HEPES缓冲溶液中，基于二吡啶甲醛荧光素酰腙（2-pyridylaldehyde fluorescein hydrazone，FHP），利用次氯酸根能将Cu+氧化为Cu2+，Cu2+与FHP形成配合物后，在紫外可见光谱上发生变化，实现次氯酸根的定量检测。
所述的FHP结构式为：
FHP的合成路线：
FHP的合成方法，步骤为：将荧光素酰肼、2-吡啶甲醛按摩尔比1∶1混合，完全溶解在甲醇中，用滴加1摩尔量当量的无水乙酸，回流2小时，用体积比为1∶1的甲醇和石油醚重结晶得到黄色的目标产物。
本发明提供的一种检测ClO-的方法，包括如下步骤：
（1）、配制溶液：配制pH=7、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，配制2mM的二吡啶甲醛荧光素酰腙（FHP）乙醇溶液,配制2mM的Cu+(加入抗坏血酸钠做稳定剂)乙腈溶液；
（2）、制定标准曲线：用蒸馏水配制2mM的ClO-溶液；将2mL的HEPES缓冲溶液和40μL的FHP乙醇溶液以及80uL的Cu+乙腈溶液加到同一比色皿中；然后逐渐加入ClO-溶液，在加入ClO-溶液的体积依次为0、20、40、60、80、100uL时，在紫外可见分光光度仪上测定502nm对应的吸收强度A为0、0.13、0.25、0.37、0.47、0.58；最后以c=ClO-浓度/10-5mol/L为横坐标，吸收强度A为纵坐标绘制得到ClO-浓度的标准曲线；线性回归方程为：A=0.01143+0.05771c；
（3）、检测：将2ml的HEPES缓冲溶液、40μL的FHP乙醇溶液和80μL的Cu+乙腈溶液，加入到另一个紫外比色皿中，从待测样品V总uL中，用微量进样器取V1uL加到此比色皿中，在紫外可见分光光度仪上检测在502nm处的吸收强度A；
（4）、计算：将测得的吸收强度A代入上述线性回归方程，即可求得比色皿中ClO-的浓度c×10-5mol/L，样品中ClO-的浓度为c×10-5×V总/V1。
所述的HEPES缓冲溶液可以用醋酸-醋酸钠缓冲溶液、Tris-HCl、柠檬酸或磷酸缓冲溶液代替；
所述的Cu+溶液为CuCl、CuI或者CuBr的乙腈溶液。
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，一种试剂由荧光素酰肼、2-吡啶甲醛为主要原料一步制得，原料便宜，反应条件简单，易于生产，另一种为廉价的Cu+的盐；2、本发明的检测方法，对次氯酸根显示了高的灵敏性和选择性；3、检测过程简便、快速，检测结果准确；4、检测手段简单，只需要借用紫外光谱仪。
附图说明：
图1实施例1FHP的单晶衍射结构图
图2实施例2发明体系加入ClO-的紫外吸收图
图3实施例3发明体系和各种阴离子作用的紫外吸收图
图4实施例4各种阴离子对发明体系测定ClO-不干扰的紫外吸收图
图5实施例5工作曲线图
图6实施例6自来水中ClO-含量测定的紫外吸收图
具体实施方式：
实施例1
FHP的合成：将荧光素酰肼1mmoL、2-吡啶甲醛1mmoL，溶解在20mL的甲醇中，滴加1mmoL无水乙酸，回流2小时，用1︰1的甲醇和石油醚重结晶得到黄色的FHP，产率60%。在甲醇中养晶，得到浅黄色的单晶。
FHP的表征:
1H NMR(300MHz,25°C,DMSO-d6):δ9.95(bs,2H),8.57(s,N=C-H,1H),8.49(d,Ar-H,1H),7.96(t,Pyridine-H,1H),7.81(t,Pyridine-H,1H),7.65(m,Ar-H,3H),7.35(t,Pyridine-H,1H),7.12(d,Pyridine-H,1H),6.69(d,Xanthene-H,2H,J＝2.4Hz),6.54(d,Xanthene-H,2H,J＝8.8Hz),6.48(dd,Xanthene-H,2H,J＝8.8Hz,J＝2.4Hz);13C NMR(75MHz,DMSO-d6):δ164.22,158.84,153.17,151.90,151.21,149.54,146.49,137.00,134.56,129.25,127.93,127.80,124.59,123.52,119.21,112.65,109.50,102.73,64.95;ESI-MS m/z 436[FHP+H]+,458[FHP+Na]+;Elementalanalysis(calcd.%)for C26H17N3O4:C,71.72;H,3.94;N,9.65;Found:C,71.70;N,9.68;H,4.01.Crystal data for C12H9NO4:crystal size:0.20×0.05×0.05,monoclinic,space group P21/c(No.14).
β=100.685°,
Z=4,T=296K,max=26.0°,24570reflections measured,8501unique(Rint=0.0633).Final residual for 614parameters and 8501reflections with I>2σ(I):R1=0.0686,wR2=0.1738and GOF=0.999.单晶衍射结构图见图1。
实施例2
配制pH=7.0的HEPES缓冲溶液，用乙醇配制2mM的FHP溶液，并用乙腈配制2mM的Cu+的乙腈溶液；将2ml的HEPES缓冲溶液、40μL的FHP乙醇溶液和80μl的Cu+乙腈溶液，依次加入到干净的紫外比色皿中，在紫外可见分光光度仪上检测，350-600nm没有吸收峰；取待测样，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，随着待测样的加入，在502nm出现吸收峰，且吸收强度逐渐增大，紫外可见吸收图见图2。
实施例3
配制pH=7.0的HEPES缓冲溶液，用乙醇配制2mM的FHP溶液，并用乙腈配制2mM的Cu+的乙腈溶液；在14个荧光比色皿中，各加入2mL的HEPES缓冲溶液和40μL的FHP乙醇溶液，以及80μL的Cu+乙腈溶液，再分别加入2.5摩尔当量于FHP的ClO-，以及25摩尔当量的其他各种（ClO2 -,F-,Cl-,ClO3 -,NO2 -,CN–,S2-,SCN-,P2O7 4-,AcO-,CO3 2-,SO4 2-,ClO4 -）阴离子，得到紫外吸收图见图3。
实施例4
在1个紫外比色皿中，加入2mL的HEPES缓冲溶液及40μL的FHP乙醇溶液，以及80μL的Cu+乙腈溶液，再加入2.5摩尔当量于FHP的ClO-，以及25摩尔当量的其他各种（ClO2 -,F-,Cl-,ClO3 -,NO2 -,CN–,S2–,SCN-,P2O7 4–,AcO-,CO3 2-,SO4 2-,ClO4 -），得到紫外吸收图见图4。经实验证明，其它阴离子不干扰体系对次氯酸根的测定。
实施例5
用蒸馏水配制2mM的ClO-溶液；将2mL的HEPES缓冲溶液和40μL的FHP乙醇溶液以及80uL的Cu+乙腈溶液加到同一比色皿中；然后逐渐加入ClO-溶液，在加入ClO-溶液的体积依次为0、20、40、60、80、100uL时，在紫外可见分光光度仪上测定502nm对应的吸收强度A为0、0.13、0.25、0.37、0.47、0.58；最后以c=ClO-浓度/10-5mol/L为横坐标，吸收强度A为纵坐标绘制得到ClO-浓度的标准曲线；线性回归方程为：A=0.01143+0.05771c，见图5。
实施例6
在1个紫外比色皿中，加入2mL的HEPES缓冲溶液及40μL的FHP乙醇溶液，以及80μL的Cu+乙腈溶液，取30mL实验室自来水加热浓缩，得到300μL的自来水，并逐渐加入此比色皿中，边加边在紫外光谱仪上测定，直到浓缩的自来水加完为止。最后吸收强度A=0.173，代入实施例5的线性回归方程得：浓度为2.8×10-5mol/L，求得未浓缩自来水中ClO-的浓度为c自来水=2.8×10-5×2×10-3/300×100×1-6=1.87×10-6mol/L，紫外测定图见图6。
Claims (3)
1.一种检测次氯酸根的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、配制溶液：配制pH=7、浓度为10mM的HEPES缓冲溶液，配制2mM的二吡啶甲醛荧光素酰腙乙醇溶液,配制2mM的Cu+乙腈溶液；
（2）、制定标准曲线：用蒸馏水配制2mM的ClO-溶液；将2mL的HEPES缓冲溶液和40μL的FHP乙醇溶液以及80uL的Cu+乙腈溶液加到同一比色皿中；然后逐渐加入ClO-溶液，在加入ClO-溶液的体积依次为0、20、40、60、80、100uL时，在紫外可见分光光度仪上测定502nm对应的吸收强度A为0、0.13、0.25、0.37、0.47、0.58；最后以c=ClO-浓度/10-5mol/L为横坐标，吸收强度A为纵坐标绘制得到ClO-浓度的标准曲线；线性回归方程为：A=0.01143+0.05771c；
（3）、检测：将2ml的HEPES缓冲溶液、40μL的FHP乙醇溶液和80μL的Cu+乙腈溶液，加入到另一个紫外比色皿中，从待测样品V总uL中，用微量进样器取V1uL加到此比色皿中，在紫外可见分光光度仪上检测在502nm处的吸收强度A；
（4）、计算：将测得的吸收强度A代入上述线性回归方程，即可求得比色皿中ClO-的浓度c×10-5mol/L，样品中ClO-的浓度为c×10-5×V总/V1。
2.如权利要求1所述的一种检测次氯酸根的方法，其特征在于，所述的HEPES缓冲溶液可以用醋酸-醋酸钠缓冲溶液、Tris-HCl、柠檬酸或磷酸缓冲溶液代替。
3.如权利要求1所述的一种检测次氯酸根的方法，其特征在于，所述的Cu+溶液为CuCl、CuI或者CuBr的乙腈溶液。
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