CN108717049A - 微量铜离子浓度的检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种微量铜离子浓度的检测方法，其技术要点是，包括以下步骤：步骤1，配制检测液；步骤2，绘制标准工作曲线；步骤3，检测铜离子浓度。其具有简单方便，便于实时监测微量铜离子浓度变化，无需添加屏蔽剂来屏蔽溶液中多种其他金属离子的干扰等优点。

Description

微量铜离子浓度的检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于CPHS检测液采用紫外-可见分光光度计对微量铜离子浓度进行检测的方法。
背景技术
铜是生命所必需的微量元素，很多酶如超氧化物歧化酶、细胞色素氧化酶、酪氨酸酶等都需要铜离子作为催化辅因子，在生命活动中起着重要作用。随着社会的发展，含铜农药的大量使用，含铜废水的大量排放，使得水生动物以及植物受到严重危害。
目前，离子色谱法、原子吸收法以及电化学法等都是较为成熟的铜离子检测方法，每种方法的优点和适用范围各不相同。如申请公布号为CN 104849271 A的发明专利申请公开的“一种基于花菁的探针用于检测痕量二价铜离子的方法”该技术方案通过在待测样品中加入缓冲液和L-半胱氨酸溶液在室温下进行亲核反应，而后再加入基于花菁的探针在室温下继续进行亲核反应，通过亲核反应的变化即可定性的检测样品中二价铜离子，再将亲核反应获取反应液在785nm的紫外分光光度计的吸光度，再通过标准曲线，即定量的获得待测样品中二价铜离子的浓度。可见，现有铜离子的检测方法通常需要借助昂贵的仪器，不但操作繁琐，检测时还需要加入掩蔽剂；对水样的预处理要求高，只能在特定的pH范围内进行，且无法迅速检测。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种操作简单方便，便于实时监测微量铜离子浓度的方法，无需添加屏蔽剂来屏蔽溶液中多种其他金属离子的干扰。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：该微量铜离子浓度的检测方法，其技术要点是，包括以下步骤：
步骤1，配制检测液：
步骤101，取1.6mg～36mg的HS按照1mg：2ml的比例溶解于DMSO中，在室温下搅拌1h，用HEPES稀释制得浓度为1μmol/L～100μmol/L的HS溶液；
步骤102，取CP标准溶液，用HEPES缓冲溶液稀释，在室温下搅拌5min，制得浓度为1μmol/L～100μmol/L的CP溶液；
步骤103，将制得的HS溶液与CP溶液按照摩尔比1：1混合（以溶质计，在室温下搅拌20min，即得浓度为1μmol/L～100μmol/L的CPHS检测液；
步骤2，绘制标准工作曲线：
步骤201，分别将1ml步骤1)制得的CPHS检测液加入到7个5ml EP管中，然后向其中7个EP管中分别加入1ml浓度0μmol/L~100μmol/L依次递增的铜离子标准溶液；再向7个EP管中全部加入1ml HEPES缓冲溶液，得到7组混合溶液；
步骤202，用紫外-可见分光光度计在波长λ=360nm上分别检测7组混合液，得到紫外可见光谱曲线，并进一步得到特征吸收峰的吸光度，根据吸光度和相应的已知铜离子浓度，扣除空白吸光度值后得到标准工作曲线；
步骤3，检测铜离子浓度：
步骤301，将CPHS检测液滴加到待测铜离子溶液中，充分摇匀后，静置10min，用紫外-可见分光光度计检测待测反应产物溶液，得到吸光度曲线；
步骤302，从标准工作曲线上，将波长360nm处的吸光度值带入标准曲线，即可得到与相应吸光度对应的相应铜离子浓度。
待测铜离子溶液的pH为3～9。
本发明的有益效果：通过CPHS检测液与溶液中的铜离子进行络合反应，并采用紫外-可见分光光度计测定并绘制反应产物溶液的关于吸光度-浓度的标准工作曲线。通过待测铜离子钠溶液的特征吸收峰的吸光度，从标准工作曲线上即可得到待测铜离子的浓度。可在广泛的pH检测环境中进行，pH范围可达3～8。且其他金属离子对本检测方法的干扰较小，因而无需Ca2+、Mg2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ag+、Bi3+、Ni2+金属离子的屏蔽剂进行水样预处理。本检测方法具有反应速度快、准确度高、对检测环境的酸碱度要求低等优点。同时，操作方便快捷，便于实时监测铜离子浓度的方法，可应用于环境检测、化工和冶金领域对微量铜离子的实时监测。
附图说明
图1是本发明实施例1的铜离子溶液的紫外-可见光谱曲线；
图2是本发明实施例1的标准工作曲线；
图3是本发明实施例2铜离子溶液的紫外-可见光谱曲线；
图4是本发明实施例2的标准工作曲线；
图5是本发明实施例1待测铜离子溶液中其他金属离子的干扰图；
图6是Cu2+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ag+、Bi3+、Ni2+离子的紫外可见光谱曲线。
具体实施方式
以下结合图1~6，通过具体实施例详细说明本发明的具体内容。
实施例1
该微量铜离子浓度的检测方法包括以下步骤：
步骤1，配制检测液：
步骤101，取2mg的HS按照1mg：2ml的比例溶解于4ml的DMSO中，在室温下搅拌1h，用pH7.4的HEPES稀释制得浓度为10μmol/L的HS溶液；
步骤102，取CP标准溶液，用HEPES缓冲溶液稀释，在室温下搅拌5min，制得浓度为10μmol/L的CP溶液；
步骤103，将等体积制得的HS溶液与CP溶液按照摩尔比1：1混合（以溶质计，在室温下搅拌20min，即得浓度为10μmol/L的CPHS检测液；
步骤2，绘制标准工作曲线：
步骤201，分别配制浓度为0μmol/L、0.6μmol/L、1.2μmol/L、1.7μmol/L、2.3μmol/L、2.7μmol/L、3.4μmol/L的铜离子标准溶液，各取1ml分别加入到编号为1号～7号的5ml EP管中，再向各EP管中加入1ml步骤1）制得的浓度为10μmol/L 的CPHS检测液，最后向各EP管中加入1ml HEPES缓冲溶液，则1号～7号管中铜离子与CPHS的摩尔比为0、0.06、0.12、0.17、0.23、0.27；
步骤202，用充分摇匀，静置10min后，分别从1号～7号EP管中取2ml混合溶液加入到1cm比色皿中，用紫外-可见分光光度计（本实施例采用安捷伦Cary-300）在波长λ=360nm上检测1号~7号EP管，得到7个检测点。共进行三组平行试验后，将所得的所有吸光度的值扣除空白吸光度的值，即1号EP管，再根据处理后的吸光度和相应的铜离子浓度绘制趋势线，即图2所示的标准工作曲线。
步骤3，检测铜离子浓度：
步骤301，将1ml CPHS检测液滴加到编号为a~d 1ml待测铜离子溶液中，充分摇匀后，静置10min，用紫外-可见分光光度计检测待测反应产物溶液，得到如图1所示的吸光度值曲线；
步骤302，将波长λ=360nm上的吸光度值带入标准工作曲线，即可得到相应的铜离子浓度。
实施例2
该微量铜离子浓度的检测方法包括以下步骤：
步骤1，配制检测液：
步骤101，取2mg的HS按照1mg：2ml的比例溶解于4ml的DMSO中，在室温下搅拌1h，用pH7.4的HEPES稀释制得浓度为10μmol/L的HS溶液；
步骤102，取CP标准溶液，用HEPES缓冲溶液稀释，在室温下搅拌5min，制得浓度为10μmol/L的CP溶液；
步骤103，将等体积制得的HS溶液与CP溶液按照摩尔比1：1混合（以溶质计，在室温下搅拌20min，即得浓度为10μmol/L的CPHS检测液；
步骤2，绘制标准工作曲线：
步骤201，分别配制浓度为0μmol/L、1μmol/L、5μmol/L、10μmol/L、40μmol/L、70μmol/L、100μmol/L的铜离子标准溶液，各取1ml分别加入到编号为1号～7号的5ml EP管中，再向各EP管中加入1ml步骤1）制得的浓度为10μmol/L 的CPHS检测液，最后向各EP管中加入1mlHEPES缓冲溶液，则1号～7号管中铜离子与CPHS的摩尔比为0、0.1、0.5、1、4、7、10；
步骤202，用充分摇匀，静置10min后，分别从1号～7号EP管中取2ml混合溶液加入到1cm比色皿中，用紫外-可见分光光度计（本实施例采用安捷伦Cary-300）在波长λ=360nm上检测1号~7号EP管，得到7个检测点。共进行三组平行试验后，将所得的所有吸光度的值扣除空白吸光度的值，即1号EP管，再根据处理后的吸光度和相应的铜离子浓度绘制趋势线，即图4所示的标准工作曲线。
步骤3，检测铜离子浓度：
步骤301，分别将1ml CPHS检测液滴加到编号为a~g 1ml待测铜离子溶液中，充分摇匀后，静置10min，用紫外-可见分光光度计检测待测反应产物溶液，得到如图3所示的吸光度值曲线；
步骤302，将波长λ=360nm的吸光度值带入标准工作曲线，即可得到相应的铜离子浓度。
检测原理：取浓度相近的Ca2+、Mg2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ag+、Bi3+、Ni2+离子溶液，通过紫外-可见分光光度计在波长λ=250~450范围内扫描得到如4所示的各离子的分光光度曲线。可见，在相近的浓度范围内，在紫外可见光谱的波长λ=360nm处，只有Cu2+出现了很强的吸收峰，而其他金属离子的吸光强度都很弱，因而在实际检测中，可以忽略这些其他金属离子对微量铜离子浓度检测结果可能造成的干扰，从而本实施例的检测方法在实际检测时无需添加Ca2+、Mg2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Ag+、Bi3+、Ni2+这些其他金属离子的屏蔽剂来进行水样预处理。
文中缩写字母含义：DMSO：二甲基亚砜；CP：铜伴侣蛋白；HS：水杨醛缩氨基脲；CPHS：水杨醛缩氨基脲-铜伴侣蛋白；HEPES：羟乙基哌嗪乙磺酸。

Claims (2)

1.一种微量铜离子浓度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，配制检测液：
步骤101，取1.6mg～36mg的HS按照1mg：2ml的比例溶解于DMSO中，在室温下搅拌1h，用HEPES稀释制得浓度为1μmol/L～100μmol/L的HS溶液；
步骤102，取CP标准溶液，用HEPES缓冲溶液稀释，在室温下搅拌5min，制得浓度为1μmol/L～100μmol/L的CP溶液；
步骤103，将制得的HS溶液与CP溶液按照摩尔比1：1混合（以溶质计，在室温下搅拌20min，即得浓度为1μmol/L～100μmol/L的CPHS检测液；
步骤2，绘制标准工作曲线：
步骤201，分别将1ml步骤1)制得的CPHS检测液加入到7个5ml EP管中，然后向其中7个EP管中分别加入1ml浓度0μmol/L~100μmol/L依次递增的铜离子标准溶液；再向7个EP管中全部加入1ml HEPES缓冲溶液，得到7组混合溶液；
步骤202，用紫外-可见分光光度计在波长λ=360nm上分别检测7组混合液，得到紫外可见光谱曲线，并进一步得到特征吸收峰的吸光度，根据吸光度和相应的已知铜离子浓度，扣除空白吸光度值后得到标准工作曲线；
步骤3，检测铜离子浓度：
步骤301，将CPHS检测液滴加到待测铜离子溶液中，充分摇匀后，静置10min，用紫外-可见分光光度计检测待测反应产物溶液，得到吸光度曲线；
步骤302，从标准工作曲线上，将波长360nm处的吸光度值带入标准曲线，即可得到与相应吸光度对应的相应铜离子浓度。
2.根据权利要求1所述的微量铜离子浓度的检测方法，其特征在于：待测铜离子溶液的pH为3～9。
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