一種水中2,2-二（4-羥基苯基）丙烷的檢測方法
【專利摘要】本發明公開了樣品中2,2?二(4?羥基苯基)丙烷的檢測方法。所述檢測方法包括如下步驟：(1)待測樣品與金納米簇水溶液進行混合；(2)在流動注射的條件下，步驟(1)得到的混合液與化學發光試劑混合后流入至流動池中進行化學發光反應，根據體系的化學發光強度值，即得到樣品中2,2?二(4?羥基苯基)丙烷的濃度；所述化學發光試劑為魯米諾水溶液、過氧化氫溶液和堿性pH調節劑的混合液。本發明檢測方法，將金納米簇引入到Luminol?H2O2化學發光體系中，發現金納米簇的加入能夠大大促進Luminol?H2O2體系的化學發光強度，然而痕量的BPA能夠明顯抑制該增強的化學發光，基于這一抑制作用，從而建立了檢測痕量BPA的方法。
【專利說明】
一種水中2,2-二(4-羥基苯基)丙烷的檢測方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種水中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的檢測方法，屬于分析化學和納米
技術領域。
【背景技術】
[0002] 雙酚A，[2,2_二(4-羥基苯基）丙烷，BPA，結構如圖1，主要應用于生產聚碳酸酯塑 料(PC )、環氧樹脂等多種尚分子材料。另外由于添加 BPA能有效提尚塑料制品的透明度和沖 擊性能，因此也被廣泛運用于各類塑料產品中，從礦泉水瓶、醫療器械到及食品包裝內里， 大多都含有BPA。當塑料和樹脂處在高溫、高壓、酸或堿環境下時，其中的BPA單體的酯鍵會 發生水解，從而導致BPA釋放到環境中。有資料顯示，即使很低的劑量就會對動物產生影響。 此外，雙酸A具有一定的胚胎毒性和致畸性，可明顯加速動物卵巢癌、前列腺癌、白血病等癌 癥的發生。因此，BPA的檢測方法顯得尤為重要，目前已有熒光測定法、液相色譜法(IX)、色 譜-質譜聯用法(GC-MS)、免疫法及電化學傳感法。這些方法均有各自的優點，但還是有些存 在靈敏度低、線性范圍窄、使用了揮發性有機溶劑及儀器昂貴等缺點。
[0003] 由于化學發光分析法具有線性范圍寬、靈敏度高、儀器簡單，并且沒有背景光干擾 等優點，而被人們廣泛應用于各個領域。Wang等借助于BPA抑制魯米諾-鐵氰化鉀化學發光 體系，從而用來檢測ΒΡΑ<^η# [31]發現了BPA對AU(m)-HC04-化學發光抑制作用，并用于水 體中BPA的檢測。然而，這些方法的檢出限及線性范圍都無法滿足實樣中BPA的痕量檢測。
[0004] 近些年，將納米材料引入到化學發光體系中，不但提高了體系的靈敏度并擴大了 應用范圍。例如，Lin等把貴金屬納米顆粒(金、銀、珀)作為信號放大劑應用于傳統的化學發 光體系，并取到了良好的效果。
[0005] 金屬納米簇，由幾個到大約一百個原子組成，粒徑一般在2nm以下，是一種新型的 熒光納米材料。由于納米簇的尺寸接近于電子的費米波長，具有與普通納米粒子不同的光 學性質、電學性質和化學性質，這使得金屬納米簇能夠在催化、化學傳感器、電化學器件、生 物成像等領域大顯身手。目前，金屬納米簇的研究應用大多集中于使用其熒光性質，很少涉 及到其催化性質。據了解，目前還沒有用金納米簇催化化學發光的方法檢測BPA的相關文 早。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種樣品中BPA(2,2_二(4-羥基苯基)丙烷）的檢測方法，是 利用BPA對金納米簇增強魯米諾化學發光的抑制作用，結合流動注射技術，為一種檢測BPA 的新方法;本發明檢測方法是基于BPA抑制金納米簇增強魯米諾化學發光的原理，形成了以 金納米簇作為催化劑的流動注射化學發光測定水樣中BPA的方法。
[0007] 本發明所提供的樣品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的檢測方法，包括如下步驟：
[0008] (1)待測樣品與金納米簇水溶液進行混合；
[0009] (2)在流動注射的條件下，步驟（1)得到的混合液與化學發光試劑混合后流入至流 動池中進行化學發光反應，根據體系的化學發光強度值，即得到樣品中2,2_二(4-羥基苯 基)丙烷的濃度；
[0010] 所述樣品為水樣；
[0011] 所述化學發光試劑為魯米諾水溶液、過氧化氫溶液和堿性pH調節劑的混合液。
[0012] 上述的檢測方法中，化學發光強度可由光電倍增管進行增強。
[0013] 上述的檢測方法中，所述水樣為自來水或瓶裝水時，樣品測量前無需任何預處理， 所述水樣為河水時，樣品需要用〇.45μπι的濾膜過濾以除去顆粒物質。
[0014] 上述的檢測方法中，樣品濃度根據測定需要可以用水逐步稀釋到所需濃度。
[0015] 上述的檢測方法中，所述樣品中所述2，2_二(4-羥基苯基）丙烷的濃度可為1.0 X 10-9~1.0X10-W/L〇
[0016] 上述的檢測方法中，所述化學發光試劑中，所述堿性pH調節劑為氫氧化鈉或碳酸 鈉-碳酸氫鈉緩沖液；
[0017] 所述魯米諾的濃度可為1 · 0 X10-4~10 · 0 X 10-4m〇l/L，具體可為9 · 0 X10-4m〇l/L;
[0018] 所述過氧化氫的濃度可為5.0 X 10_6~5.0 X 10_5mol/L，具體可為1.0 X 10_5mol/L;
[0019] 所述氫氧化鈉的濃度可為0.01~0.5mol/L，具體可為0.3mol/L。
[0020]上述的檢測方法中，所述金納米簇水溶液中金納米簇的濃度可為12.8mg/L;
[0021]所述金納米簇可由現有的方法進行制備，如采用下述方法進行制備：
[0022] 將HAuCl4(10mmol/L，15mL)溶液在攪拌的條件下快速加入到BSA(15mL，50mg/mL) 溶液中。然后再加入1.5mLlmol/L氫氧化鈉溶液，最后，將該混合物在劇烈攪拌的條件下37 °C反應24小時。顏色由淺黃色轉化為淺棕色，最后變為深棕色。將此溶液用超純水透析48小 時以除去未反應的物質，最后得到的溶液保存在4°C的冰箱中，以備后期使用，透析后定容 于50mL〇
[0023] 所述金納米簇水溶液的流速可為1.0~1.90mL/min，具體可為1.90mL/min。
[0024] 上述的檢測方法中，按照下述步驟實現對樣品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的濃度 的檢測：
[0025] 1)配制至少3種含有2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的樣品標準液，并以水作為空白對 照品；
[0026] 2)按照步驟（1)和步驟(2)分別對所述樣品標準品和所述空白對照品進行處理，得 到相應的化學發光強度值，所述樣品標準品的化學發光強度值記為Is，所述空白對照品的 化學發光強度值記為I。，則A I = I。-Is作為所述樣品標準品的相對化學發光強度，以所述樣 品標準品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的濃度為橫坐標，以Δ I為縱坐標，制作標準曲線；
[0027] 3)根據I。與步驟(2)中測定的化學發光強度值的差值和所述標準曲線，即得到樣 品中2，2-二(4-羥基苯基)丙烷的濃度。
[0028] 上述的檢測方法中，所述樣品標準品中所述2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的濃度可為 0~1X10-5g/mL〇
[0029] 金納米簇和化學發光試劑在檢測樣品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷中的應用也屬 于本發明的保護范圍；
[0030] 所述樣品可為水樣，如自來水、瓶裝水或河水等；
[0031] 所述化學發光試劑為魯米諾水溶液、過氧化氫溶液和堿性pH調節劑的混合液。
[0032] 所述化學發光試劑中，所述堿性pH調節劑為氫氧化鈉或碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液；
[0033] 所述魯米諾的濃度為1.0 X 10-4~10.0 X 10-4m〇l/L，具體可為9.0 X 10-4mol/L;
[0034] 所述過氧化氫的濃度為5.0 X 10-6~5.0 X 10-5mol/L，具體可為1.0 X 10-5mol/L;
[0035] 所述氫氧化鈉的濃度為0.01~0.5mol/L，具體可為0.3mol/L。
[0036] 本發明最后還提供了一種用于檢測樣品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的配套產品， 包括獨立包裝的金納米簇和化學發光試劑；
[0037] 所述化學發光試劑為魯米諾水溶液、過氧化氫溶液和堿性pH調節劑的混合液；
[0038] 所述堿性pH調節劑為氫氧化鈉或碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液；
[0039] 所述魯米諾的濃度為1 · 0 X 10-4~10 · 0 X 10-4mol/L;
[0040] 所述過氧化氫的濃度為5.0 X 10-6~5.0 X ΙθΛιοΙ/L;
[0041 ] 所述堿性pH調節劑的濃度為0.01~0.5mol/L。
[0042]本發明檢測方法，將金納米簇引入到Luminol-H2〇2化學發光體系中，發現金納米簇 的加入能夠大大促進Luminol-H2〇2體系的化學發光強度，然而痕量的BPA能夠明顯抑制該增 強的化學發光，基于這一抑制作用，從而建立了檢測痕量BPA的方法。本發明檢測方法的線 性范圍為1.0 X 10-9~1.0 X ΙθΛιοΙ/L，橫跨了四個數量級，檢出限為1.2 X 10_1Qmol/L(3〇)。 本發明檢測方法靈敏度高、重現性好、樣品需求量少、快速，可應用于水樣中BPA含量的測 定。
【附圖說明】
[0043]圖1為BPA的化學結構式。
[0044] 圖2為流動注射化學發光分析系統示意圖。
[0045] 圖3為本發明檢測方法中BPA對化學發光信號的抑制作用示意圖。
[0046] 圖4為本發明檢測方法中魯米諾溶液濃度對化學發光強度影響的示意圖。
[0047] 圖5為本發明檢測方法中氫氧化鈉溶液濃度對化學發光強度影響的示意圖。
[0048] 圖6為本發明檢測方法中過氧化氫溶液濃度對化學發光強度影響的示意圖。
[0049] 圖7為本發明檢測方中金納米簇溶液濃度對化學發光強度影響的示意圖。
[0050] 圖8為本發明建立的BPA濃度與化學發光強度之間的標準曲線。
【具體實施方式】
[0051 ]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0052]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0053]下述實施例所用的金納米簇按照下述方法制備：
[0054] 將HAuCl4(10mmol/L，15mL)溶液在攪拌的條件下快速加入到BSA(15mL，50mg/mL) 溶液中。然后再加入1.5mLlmol/L氫氧化鈉溶液，最后，將該混合物在劇烈攪拌的條件下37 °C反應24小時。顏色由淺黃色轉化為淺棕色，最后變為深棕色。
[0055]將此溶液用超純水透析48小時以除去未反應的物質，最后得到的溶液保存在4°C 的冰箱中，以備后期使用，透析后定容于50mL。
[0056]按照圖2所示的系統對水中BPA的濃度進行檢測：
[0057]首先BPA樣品溶液與金納米簇經蠕動栗運輸進入混合器溶液混合，而后與過氧化 氫-魯米諾溶液混合后，進入流動池反應，產生的化學發光經光電倍增管檢測。
[0058] 實施例1、BPA對金納米簇增強Luminol-H2〇2化學發光信號的抑制作用
[0059] 采用圖2所示系統進行試驗，將1.0 X l(T6m〇l/LBPA溶液與12.8mg/L金納米簇溶液 混合，而后與9.0X l(T4mol/L魯米諾溶液(氫氧化鈉為0.3mol/L)，及1 ·0Χ l(T5mol/L過氧化 氫混合后，進入流動池反應，產生的化學發光經光電倍增管檢測。空白對照實驗中以蒸餾水 代替BPA溶液，結果如圖3所示。
[0060] 由圖3可以看出，BPA能夠顯著抑制金納米簇增強的化學發光信號。
[0061] 實施例2、魯米諾濃度的優化
[0062] 將1.0 X 10_6mo 1 /L BPA溶液與12.8mg/L金納米簇溶液混合，而后與不同濃度的魯 米諾溶液(氫氧化鈉為〇. 3mol/L)及1.0 X l(T5mol/L過氧化氫混合后混合后，進入流動池反 應，產生的化學發光經光電倍增管檢測。空白對照實驗中以蒸餾水代替BPA溶液，魯米諾濃 度與相對發光強度(BPA溶液的化學發光強度與蒸餾水的化學發光強度的差值ΔΙ)之間的 關系曲線如圖4所示。
[0063] 由圖4可以看出，在5.0ΧΠΓ5到9.0Xl(T4mol/L的范圍內，隨著Luminol濃度的增 大，Δ I也增大，但濃度超過9.0Xl(T4m〇l/L后，Δ I值反而下降，這可能是由于濃度過高時， 激發態的luminol相互之間會由于碰撞導致非福射弛豫，從而使發光信號減弱。所以最優的 luminol 濃度選擇為9 · 0 X 10-4mol/L〇
[0064] 實施例3、Na0H濃度的優化
[0065] 將1 · 0 X 10-6mol/L BPA溶液與12 · 8mg//L金納米簇溶液混合，而后與9 · 0 X 10-4mol/ L的魯米諾溶液，不同濃度的氫氧化鈉溶液及1.0 Xl(T5m〇l/L過氧化氫混合后，進入流動池 反應，產生的化學發光經光電倍增管檢測。空白對照實驗中以蒸餾水代替BPA溶液，NaOH濃 度與相對發光強度(BPA溶液的化學發光強度與蒸餾水的化學發光強度的差值ΔΙ)之間的 關系曲線如圖5所示。
[0066]由圖5示出了在0.01~0.5mol/L的范圍內，不同NaOH的濃度對化學發光Δ I的影 響，可以看出，隨著NaOH的濃度的增大，Δ I先顯著增大，然后慢慢減弱。在NaOH的濃度為 0.3mo 1/L時，Δ I達到最大，所以，選擇〇. 3mo 1/L為NaOH的最佳濃度。
[0067] 實施例4、過氧化氫濃度的優化
[0068] 將1 · 0 X 10-6mol/L BPA溶液與12 · 8mg//L金納米簇溶液混合，而后與9 · 0 X 10-4mol/ L的魯米諾溶液(氫氧化鈉為0.3mol/L)及不同濃度過氧化氫混合后，進入流動池反應，產生 的化學發光經光電倍增管檢測。空白對照實驗中以蒸餾水代替BPA溶液，過氧化氫濃度與相 對發光強度(BPA溶液的化學發光強度與蒸餾水的化學發光強度的差值ΔΙ)之間的關系曲 線如圖6所示。
[0069] 由圖6可以看出，1.0X ΙθΛιοΙ/L為過氧化氫的最優濃度，此時Δ I值達到最大，低 于或高于此濃度時，A I值會降低，這可能是由于低的氧化劑濃度會導致激發態的luminol 濃度較低，而過高的氧化劑濃度則會使激發態的luminol進一步氧化，導致化學發光強度下 降。
[0070] 實施例5、檢測水樣中BPA的濃度
[0071] (1)配制7種含有2,2-二(4-羥基苯基）丙烷的標準樣，濃度分別為〇!11〇1/1、1.0\ 10-6mol/L、3.0X10-6mol/L、5.0X10-6mol/L、8.0X10- 6mol/L 和 10.0X10-6mol/L，并以蒸餾 水作為空白對照品。
[0072] (2)按照實施例2-4確定的優化條件，對各水樣和空白對照品進行化學發光分析， 得到各水樣的化學發光強度值，記為Is，空白對照品的化學發光強度值記為I。，則A 1 = 1。-Is作為水樣的相對化學發光強度，以水樣中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的濃度為橫坐標，以 A I為縱坐標，制作標準曲線，如圖8所示。
[0073] 由圖8可以看出，BPA濃度與相對發光強度之間的線性關系良好，該曲線所對應的 線性范圍為：1·〇Χ1〇-9~1.0X10- 5mol/L，檢測限為 0·12ηΜ(3σ)。
[0074] 根據IUPAC建議(3〇)，計算出上述檢測方法的檢出限:BPA濃度為0.12nM L。
[0075] 實施例6、本發明檢測方法的可靠性
[0076] 采用加標法考察本發明檢測方法的可靠性。
[0077] 利用本發明檢測方法對實樣進行檢測，并做回收率試驗以驗證其可靠性，如表1中 所示。
[0078] 表1實際樣品中ΒΡΑ的檢測結果(η = 3)
[0079]
[0080] 由表1中數據可以看出，水樣中的BPA的回收率范圍為94.0%~102.5%，證明本發 明檢測方法適合用來檢測水樣中的BPA。
【主權項】
1. 一種樣品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的檢測方法，包括如下步驟： (1) 待測樣品與金納米簇水溶液進行混合； (2) 在流動注射的條件下，步驟（1)得到的混合液與化學發光試劑混合后流入至流動池 中進行化學發光反應，根據體系的化學發光強度值，即得到樣品中2,2_二(4-羥基苯基)丙 烷的濃度； 所述化學發光試劑為魯米諾水溶液、過氧化氫溶液和堿性pH調節劑的混合液。2. 根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于:所述樣品中所述2,2_二(4-羥基苯基） 丙烷的濃度為1.0 X10-9~1.0 X 10-5m〇l/L。3. 根據權利要求1或2所述的檢測方法，其特征在于:所述化學發光試劑中， 所述堿性pH調節劑為氫氧化鈉或碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液； 所述魯米諾的濃度為1 .〇 X ΚΓ4~10.〇 X l(T4mol/L， 所述過氧化氫的濃度為5 · 0 X 10_6~5 · 0 X 10_5mol/L; 所述堿性pH調節劑的濃度為0.01~0.5mol/L。4. 根據權利要求1-3中任一項所述的檢測方法，其特征在于:所述金納米簇水溶液中金 納米簇的濃度為12.8mg/L; 所述金納米簇水溶液的流速為1 .〇~1.90mL/min。5. 根據權利要求1-4中任一項所述的檢測方法，其特征在于:按照下述步驟實現對樣品 中2，2-二(4-羥基苯基)丙烷的濃度的檢測： 1) 配制至少3種含有2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的樣品標準品，并以水作為空白對照品； 2) 按照步驟（1)和步驟(2)分別對所述樣品標準品和所述空白對照品進行處理，得到相 應的化學發光強度值，所述樣品標準品的化學發光強度值記為Is，所述空白對照品的化學 發光強度值記為I。，則A 1 = 1。-18作為所述樣品標準品的相對化學發光強度，以所述樣品標 準品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的濃度為橫坐標，以ΔΙ為縱坐標，制作標準曲線； 3) 根據I。與步驟(2)中測定的化學發光強度值的差值和所述標準曲線，即得到樣品中2， 2-二(4-羥基苯基)丙烷的濃度。6. 根據權利要求5所述的檢測方法，其特征在于:所述樣品標準品中所述2，2-二(4-羥 基苯基)丙烷的濃度為0~1 X l(T5g/mL。7. 金納米簇和化學發光試劑在檢測樣品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷中的應用； 所述樣品為水樣； 所述化學發光試劑為魯米諾水溶液、過氧化氫溶液和堿性pH調節劑的混合液。8. 根據權利要求7所述的應用，其特征在于:所述化學發光試劑中，所述堿性pH調節劑 為氫氧化鈉或碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液； 所述魯米諾的濃度為1 .〇 X ΚΓ4~10. ο X l(r4m〇l/L; 所述過氧化氫的濃度為5 · 0 X 10_6~5 · 0 X 10_5mol/L; 所述堿性pH調節劑的濃度為0.01~0.5mol/L。9. 一種用于檢測樣品中2,2_二(4-羥基苯基)丙烷的配套產品，包括獨立包裝的金納米 簇和化學發光試劑； 所述化學發光試劑為魯米諾水溶液、過氧化氫溶液和堿性pH調節劑的混合液。10. 根據權利要求9所述的配套產品，其特征在于:所述化學發光試劑中，所述堿性pH調 節劑為氫氧化鈉或碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液； 所述魯米諾的濃度為1.0 X ΚΓ4~10. ο X l(r4m〇l/L; 所述過氧化氫的濃度為5 · 0 X 10_6~5 · 0 X 10_5mol/L; 所述堿性pH調節劑的濃度為0.01~0.5mol/L。
【文檔編號】G01N21/76GK105973874SQ201610171746
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月24日
【發明人】馬磊, 徐雙嬌, 魏守軍, 王延琴, 周大云, 匡猛, 方丹, 楊偉華
【申請人】中國農業科學院棉花研究所