CN106950219B - 一种ECL新体系对Fe3+的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ECL新体系对Fe³⁺的检测方法，其特征在于，加入Fe³⁺前后GO‑TCPP/K₂S₂O₈发光体系的ECL之比的自然对数值[ln(I_o/I)]与Fe³⁺的浓度具有下述线性关系：ln(I₀/I)＝0.002*C(Fe³⁺)‑0.035(3nmol·L^‑1)，其中，相关系数R²＝0.998，I₀表示加入Fe³⁺前的ECL强度，I表示加入Fe³⁺后的ECL强度，C(Fe³⁺)表示Fe³⁺的浓度。本发明的Fe³⁺的检测方法，操作简单、稳定性及专一性好。

Description

一种ECL新体系对Fe3+的检测方法

技术领域

本发明涉及金属元素检测领域，具体涉及一种ECL新体系对Fe³⁺的检测方法。

背景技术

铁是维持人体正常生理机能或组织结构所必须的，是血红蛋白、肌球蛋白和细胞色素中的重要成分，是人体必需的微量元素之一。研究表明，缺铁会引起缺铁性贫血和再生障碍性贫血，从而使人产生四肢无力和气喘症状。为此各国政府部门非常重视，采取各种有效措施来改善国民的摄铁环境，如在人们日常必须的食盐或食品中添加微量盐。然而，过多的摄入铁会在脑、肾、肝等部位聚集而引起病变。因此，准确快速地检测各种食品、水中和生理样品中铁离子的含量非常重要。近年，有关采用电化学传感器来识别Fe³⁺的文献已经有所报道，但大多存在反应步骤多、稳定性差等问题。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本申请的发明人等进行了深入研究，由此提供一种基于GO-TCPP/K₂S₂O₈体系对Fe³⁺的检测方法，该方法操作简单、稳定性及专一性好。

本发明提供基于一种新型GO-TCPP/K₂S₂O₈体系对Fe³⁺的检测方法，将 GO-TCPP涂覆于玻碳电极、以K₂S₂O₈为GO-TCPP的共反应剂形成电化学发光体系，测定加入Fe³⁺前后该电化学发光体系的ECL(电化学发光强度)，加入Fe³⁺前后的ECL之比的自然对数值[ln(I0/I)]与Fe³⁺的浓度具有下述线性关系：ln(I₀/I)＝0.002*C(Fe³⁺)-0.035(3nmol·L-1)，其中，相关系数 R²＝0.998，I_o表示加入Fe³⁺前的ECL强度，I表示加入Fe³⁺后的ECL强度， C(Fe³⁺)表示Fe³⁺的浓度。

其中，GO-TCPP为氧化石墨烯与四(4-羧基苯基)卟啉的复合材料。

根据如上所述的方法，其中，所检测的Fe³⁺的浓度在25nmol·L^-1～ 500nmol·L^-1范围内。

根据权如上所述的方法，其中，扫描条件为PH值7.0、K₂S₂O₈浓度0.1 mol·L^-1、扫速0.1V·S^-1、电位窗在0～-1.3V。

根据如上所述的的方法，其中，所述Fe³⁺可以是水或血清中的Fe³⁺。

根据如上所述的方法，其中，所述GO-TCPP是将GO(氧化石墨烯) 加入TCPP(四(4-羧基苯基)卟啉)均匀分散混合而成，其中GO与TCPP 的质量比为1:6。

本发明人经过研究发现：1，在相同条件下，GO-TCPP/K₂S₂O₈体系的ECL 强度约为TCPP/K₂S₂O₈体系的10倍。2，GO-TCPP/K₂S₂O₈体系具有很好的稳定性。3，GO-TCPP/K₂S₂O₈能选择性和特异性的检测Fe³⁺。4，该ECL传感具有很好的灵敏度。

附图说明

图1是GO-TCPP/K₂S₂O₈体系与TCPP/K₂S₂O₈体系ECL的对比图。

图2是表示加入Fe³⁺前后的ECL强度。(内置图，加入Fe³⁺前后ECL强度之比的自然对数值与Fe³⁺的浓度的线性关系图)。

图3是表示GO-TCPP/K₂S₂O₈体系连续扫描28圈的ECL稳定性。

图4是表示GO-TCPP/K₂S₂O₈体系中无Fe³⁺(黑色)和存在Fe³⁺(红色) 时对不同金属离子的ECL响应。

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本发明技术方案，但本发明不受实施例的限定。

实施例1

(1)GO-TCPP复合物的制备

首先将10mg GO溶解在乙醇溶液中超声1h，使GO具有很好的分散性。然后，将60mgTCPP加入GO的分散液中继续超声5min。最后，将上述分散液在35℃下置于磁力搅拌机上持续搅拌直到乙醇挥发完全。

(2)Fe³⁺浓度检测

①，将GO-TCPP复合物配置成1mg/ml的乙醇溶液待用。

②，将玻碳电极依次用0.3-μm和0.05-μm Al₂O₃浆料打磨，然后用二次蒸馏水冲洗，待用。

③，将二次蒸馏水冲洗好的玻碳电极用氮气吹干，滴上2ul 5％的nafion 溶液和1mg/ml GO-TCPP复合物的溶液置于红外灯下烘干，待测。

④，实验采用传统的三电极体系：裸的玻碳电极(GCE，直径3.0mm) 作为工作电极，Ag/AgCl电极(含饱和KCl溶液)作为参比电极，铂柱电极作为对电极。MPI-A型毛细管电泳-电化学发光分析仪(购买于西安瑞迈分析仪器有限责任公司)用于电化学及电化学发光实验。整个试验中：MPI-A 型毛细管电泳-电化学发光分析仪的光电倍增管偏压设置为700V，磷酸盐缓冲溶液(PBS)作为支持电解液，0.1mol·L^-1K₂S₂O₈作为GO-TCPP复合物的共反应剂。

⑤，Fe³⁺浓度的配置：称取一定量的Fe(NO₃)₃化合物溶解在含有0.1mol K₂S₂O₈的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中，配置成浓度为1mmol的Fe(NO₃)₃溶液，待用。检测Fe³⁺浓度对GO-TCPP/K₂S₂O₈体系的ECL响应，不断用含有0.1mol K₂S₂O₈的PBS溶液进行稀释。

⑥，GO-TCPP/K₂S₂O₈体系的ECL强度与Fe³⁺浓度在25nmol·L^-1～ 500nmol·L^-1的线性范围中有很好的线性关系(三次平行实验)： In(I₀/I)＝0.002*C(Fe³⁺)-0.035(3nmol·L^-1)，相关系数R²＝0.998。

将实施例1及比较例1中测得的ECL绘制成图1-图3所示。

比较例1

除了以TCPP代替GO-TCPP复合物之外，与实施例1相同。

图1是GO-TCPP/K₂S₂O₈体系与TCPP/K₂S₂O₈体系ECL的对比图。图2 是表示加入Fe³⁺前后ECL之比的自然对数值与Fe³⁺的浓度的线性关系图。图 3是表示GO-TCPP/K₂S₂O₈体系连续扫描28圈的ECL稳定性。图4是表示 GO-TCPP/K₂S₂O₈体系中无Fe³⁺(黑色)和存在Fe³⁺(红色)时对不同金属离子的ECL响应。

由上述图1-图3可以看出，在相同条件下，GO-TCPP/K₂S₂O₈体系的ECL 强度约为TCPP/K₂S₂O₈体系的10倍，且GO-TCPP/K₂S₂O₈体系对Fe3+浓度有很好的ECL响应。加入Fe³⁺前后GO-TCPP/K₂S₂O₈发光体系的电化学发光强度之比的自然对数值[ln(Io/I)]与Fe3+的浓度良好的线性关系： ln(I₀/I)＝0.002*C(Fe³⁺)-0.035(3nmol·L-1)，相关系数R²＝0.998。本发明的GO-TCPP/K₂S₂O₈体系连续扫描28圈的ECL稳定性。

此外，由图4可以看出，GO-TCPP/K₂S₂O₈体系中，Fe³⁺对该体系ECL 强度的猝灭效应远远大于Fe²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、Al³⁺、Ba²⁺、Zn²⁺、 Ni²⁺等离子，即GO-TCPP/K₂S₂O₈体系对Fe³⁺的ECL的测定具有很好的专一性。当测定体系中存在Fe²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、Al³⁺、Ba^{2 +}、Zn²⁺、 Ni²⁺时加入Fe³⁺测定GO-TCPP/K₂S₂O₈体系的ECL，发现其离子存在下对Fe³⁺的测定无干扰。

由以上可知，本发明的基于GO-TCPP/K₂S₂O₈体系对Fe³⁺的检测方法具有操作简单，稳定性好、专一性强且灵敏度高。

Claims (5)

1.一种ECL新体系对Fe³⁺的检测方法，其特征在于，将GO-TCPP涂覆于玻碳电极、以K₂S₂O₈为GO-TCPP的共反应剂形成GO-TCPP/K₂S₂O₈的电化学发光体系，测定加入Fe³⁺前后该电化学发光体系的ECL，加入Fe³⁺前后的ECL之比的自然对数值[ln(I_o/I)]与Fe³⁺的浓度具有下述线性关系：

ln(I₀/I)＝0.002*C(Fe³⁺)-0.035，

其中，相关系数R²＝0.998，I_o表示加入Fe³⁺前的ECL强度，I表示加入Fe³⁺后的ECL强度，C(Fe³⁺)表示Fe³⁺的浓度。

2.根据权利要求1所述对Fe³⁺的检测方法，其特征在于，所检测的Fe³⁺的浓度在25nmol·L^-1～500nmol·L^-1范围内。

3.根据权利要求1所述对Fe³⁺的检测方法，其特征在于，扫描条件为PH值7.0、K₂S₂O₈浓度0.1mol·L^-1、扫速0.1V·S^-1、电位窗在0～-1.3V。

4.根据权利要求1所述对Fe³⁺的检测方法，其特征在于，所述Fe³⁺可以是水或血清中的Fe³⁺。

5.根据权利要求1所述对Fe³⁺的检测方法，其特征在于，所述GO-TCPP是将GO加入TCPP均匀分散混合而成，其中GO与TCPP的质量比为1:6。

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