一種基于花菁的探針用于檢測痕量二價銅離子的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及利用有機探針材料進行環境檢測領域。具體地說是一種利用L-半胱 氨酸與基于花菁的探針用于檢測痕量二價銅離子的方法。
【背景技術】
[0002] 銅是生命必需的微量元素之一，作為多種酶的組成因子和輔助因子，參與很多新 陳代謝過程。但是，過量的銅會引起肝硬化、皮膚病以及神經紊亂等問題。對低等動物比如 水生生物的毒性就更為嚴重，就會阻滯水體的自凈過程，藍藻及其它一些水生微生物不能 順利生長發育。Cu 2+可以破壞魚體中的鹽水平衡，引起魚體粘液過量地分泌，使魚鰓嚴重脫 水而死亡。一般（Nriagu，1979)非銅污染自然水體中，濃度低于2yg/kg。根據中國環境監 測站制定的《中國土壤元素背景值》（趙其國，1990)，我國土壤含銅量大多在4-150mg/kg， 而一些礦區、冶煉廠附近土壤中，土壤中銅濃度可超過8000mg/kg (黃長干等，2004 ;楊洪英 等，2007)。而這些銅都可能通過自然或者人為原因進入周圍的水環境，危害自然生物及人 類的健康。目前檢測Cu 2+的方法主要有原子吸收法，比色法，熒光猝滅法，極譜儀法，電化學 發光分析法，電修飾法。但是以上方法有的需要大型儀器，有的需要專業人員，有的檢出限 較高。
[0003] 因此現急需操作簡單，可在現場快速，肉眼可視而且具有較低的檢出限，可用于污 染水體中Cu 2+的檢測方法。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種基于花菁的探針用于檢測痕量二價銅離子的方法。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用技術方案為：
[0006] 一種基于花菁的探針用于檢測痕量二價銅離子的方法，在待測樣品中加入緩沖液 和L-半胱氨酸溶液在室溫下進行親核反應，而后再加入基于花菁的探針在室溫下繼續進 行親核反應，通過親核反應的變化即可定性的檢測樣品中二價銅離子，再將親核反應獲取 反應液在785nm的紫外分光光度計的吸光度，再通過標準曲線，即定量的獲得待測樣品中 二價銅離子的濃度。
[0007] 具體為：
[0008] 1)在100mL待測樣品中加入980mL緩沖液和10mL L-半胱氨酸溶液在室溫下進行 親核反應5-20min ;
[0009] 2)將1)中所得溶液加入10mL基于花菁的探針在室溫下繼續進行親核反應 5-20min，即可定性的檢測樣品中二價銅離子；
[0010] 3)所得反應液在785nm的紫外分光光度計進行吸光度檢測，再通過標準曲線，即 定量的獲得待測樣品中二價銅離子的濃度。
[0011] 所述緩沖液為濃度為l-80mM的羥乙基哌嗪乙硫磺酸緩沖液，pH 6-8 ;
[0012] 所述L-半胱氨酸溶液為50mM的L-半胱氨酸水溶液；
[0013] 所述基于花菁的探針為50-500 yg的基于花菁的探針，溶于lOmL二甲亞砜中。其 中探針的結構式如圖1所示。
[0014] 標準曲線的獲取：
[0015] (1)二價銅離子母液的配制：將2. 497g Cu2S04 ? 5H20在100ml容量瓶中用去離子 水定容。獲得〇. 1M母液。
[0016] (2)構建緩沖條件：將不同濃度梯度的的二價銅離子溶液分別與100y1緩沖液混 合，并用去離子水將溶液總體積補足到960 y 1，充分混勾，最終二價銅離子的濃度為40nM, 80nM, 100nM, 200nM, 400nM, 600nM, 800nM, 1 y M, 2.5y M,5y M, l〇^ M〇
[0017] (3)與L-半胱氨酸溶液溫浴：將步驟（2) -系列緩沖體系中分別加入20 y 1 L-半 胱氨酸溶液并在室溫下反應20min。
[0018] (4)與基于花菁的探針反應：將步驟⑶所得不同液體中分別加入10 y 1基于花 菁的探針并在室溫下反應l〇min。
[0019] (5)紫外分光光度計測定：將步驟（5)所得不同液體用紫外分光光度計進行測定， 測定波長：785nm〇
[0020] (6)標準曲線的繪制：用origin對數據進行處理繪圖，獲得標準曲線。
[0021] 與現有技術相比，本發明的積極效果是：
[0022] 目前，測定痕量二價銅離子以ICP/MS為主，現有的檢測二價銅離子比色反應檢出 限較高。本發明反應利用L-半胱氨酸與基于花菁的探針的親核反應對二價銅離子進行方 便快速的檢測，具有檢測速度快、費用低、操作步驟簡單、肉眼可視等優點，為方便快捷的現 場檢測二價銅離子提供了可能。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明實施例提供的所用的基于花菁的探針的結構式。
[0024]圖2為本發明實施例提供的利用L-半胱氨酸與基于花菁的探針的親核反應對二 價銅離子進行方便快速的檢測效果圖，圖中綠色瓶為含有二價銅離子，紅色瓶為不有二價 銅咼子。
[0025] 圖3為本發明實施例提供的標準濃度梯度二價銅離子溶液用該方法測定后獲得 的標準曲線。
[0026]圖4為本發明實施例提供的在其他水溶離子的干擾下對銅離子進行檢測的特異 性圖。其中銅離子的濃度為10 yM,其他金屬離子的濃度為100 yM。
[0027] 圖5為本發明實施例提供的采用本發明方法檢測銅離子的流程圖示。
【具體實施方式】
[0028] 本發明以L-半胱氨酸與基于花菁的探針為反應材料。兩種反應材料可以在室溫 下顏色由綠色轉變為紅色。在二價銅離子的存在下，半胱氨酸的反應位點被二價銅離子占 據，抑制了反應的進行從而顏色不發生改變。采用本發明可以檢測實際水樣中加標的二價 銅離子。
[0029] 實施例1 :自來水中二價銅離子的加標濃度測定。
[0030] (1)樣品的獲取：自來水取自煙臺市萊山區自來水水龍頭。
[0031] (2)自來水的加標處理：將二價銅離子加入自來水至終濃度為0. 5yM。
[0032] (3)將加標處理的自來水865 y 1與100 y 1 A液充分混勻
[0033] (4)與B液溫浴：將步驟（1)所得液與20 y 1 B液在室溫下溫浴5min。
[0034] (5)加入C液反應：將步驟⑵所得液中加入10 y 1 C液。在室溫下反應lOmin。
[0035] (6)二價銅離子濃度的計算：將步驟（5)最終所得液體用紫外分光光度計進行吸 光度檢測，檢測波長：785nm。并將所得數據與標準曲線進行比對計算，獲得自來水中二價銅 離子的濃度（參見表1)。
[0036] (7)將以上步驟反復三次。
[0037] (8)最終該反法的測試結果為：0? 56±0. 07 yM。
[0038] (9)用ICP/MS的方法對自來水中的二價銅離子進行檢測，結果為： 0. 52±0. 04yM。
[0039] 所述A液的配方為：濃度為10mM的HEPES緩沖液，pH7. 4。
[0040] 所述B液的配方為：5mM的L-半胱氨酸，溶于去離子水中，現用現配。
[0041] 所述C液的配方為：50yM的如圖1所示的探針，溶于二甲亞砜中。
[0042] 所述探針的結構式如圖1所示，同時可按照申請號為201410322590. X文獻中記載 制備獲得。
[0043] 所述標準曲線的獲取：
[0044](1)二價銅離子母液的配制：將2. 497g Cu2S04?5H20在100ml容量瓶中用去離子 水定容。獲得〇. 1M母液。
[0045] (2)構建緩沖條件：將不同濃度梯度的的二價銅離子溶液分別與100 U1緩沖液混 合，并用去離子水將溶液總體積補足到960 y 1，充分混勾，最終二價銅離子的濃度為40nM, 80nM, 100nM, 200nM, 400nM, 600nM, 800nM, 1 y M,2. 5y M,5y M, l〇^ M〇
[0046] (3)與L-半胱氨酸溶液溫浴：將步驟（2) -系列緩沖體系中分別加入20 y 1 L-半 胱氨酸溶液并在室溫下反應20min。
[0047] (4)與基于花菁的探針反應：將步驟⑶所得不同液體中分別加入10 y 1基于花 菁的探針并在室溫下反應l〇min。
[0048] (5)紫外分光光度計測定：將步驟（5)所得不同液體用紫外分光光度計進行測定， 測定波長：785nm〇
[0049](6)標準曲線的繪制：用origin對數據進行處理繪圖，獲得標準曲線。
[0050] 實施例2 :自來水中二價銅離子的加標濃度測定。
[0051] 與實施例1不同之處在于：
[0052](1)樣品的獲取：自來水取自煙臺市萊山區自來水水龍頭。
[0053] (2)自來水的加標處理：將二價銅離子加入自來水至終濃度為1 y M。
[0054] (3)將加標處理的自來水865 y 1與100 y 1 A液充分混勻
[0055] (4)與B液溫浴：將步驟⑴所得液與20 y 1 B液在室溫下溫浴5min。
[0056] (5)加入C液反應：將步驟⑵所得液中加入10 y 1 C液。在室溫下反應10min。
[0057] (6)二價銅離子濃度的計算：將步驟（5)最終所得液體用紫外分光光度計進行吸 光度檢測，檢測波長：785nm。并將所得數據與標準曲線進行比對計算，獲得自來水中二價銅 離子的濃度（參見表1)。
[0058] (7)將以上步驟反復三次。
[0059] (8)最終該反法的測