專利名稱：基于酶抑制反應(yīng)的汞化合物檢測(cè)條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬分析測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用酶抑制顯色反應(yīng)進(jìn)行定量分析汞化合物的檢測(cè)條的研制。檢測(cè)條由聚脂膜載體、反應(yīng)區(qū)兩部分組成，反應(yīng)區(qū)包括一片固定有脲酶的醋酸纖維素膜和一片吸附了尿素及海藻糖的精密pH試紙。使用時(shí)，直接將檢測(cè)條插入要檢測(cè)的樣品溶液中，使溶液沒(méi)過(guò)反應(yīng)區(qū)，兩分鐘后，可以在pH試紙的邊緣看到蘭色環(huán)出現(xiàn)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，蘭色環(huán)逐漸向中心膨脹，反應(yīng)區(qū)完全變蘭的時(shí)間與樣品溶液中汞離子的濃度成正相關(guān)。本檢測(cè)條的特點(diǎn)是靈敏、特異性高、成本低廉和使用方便。本檢測(cè)條適用于環(huán)境水樣中汞離子的痕量檢測(cè)。
本技術(shù)領(lǐng)域的背景和發(fā)展現(xiàn)狀大致如下目前對(duì)環(huán)境水樣中汞離子的檢測(cè)主要通過(guò)原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜等方法實(shí)現(xiàn)。這些方法雖然具有很高的靈敏度和準(zhǔn)確性，但是需要昂貴的大型儀器，復(fù)雜的樣品前處理過(guò)程，對(duì)操作人員的要求也比較高，都使其難以用于環(huán)境樣品的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。為解決這一難題，簡(jiǎn)單靈敏的酶抑制分析法被用于汞的檢測(cè)。常用的酶有脲酶、過(guò)氧化物酶、葡糖氧化酶等，其中脲酶是研究最多的一種酶，樣品中汞的測(cè)量主要通過(guò)酶促反應(yīng)導(dǎo)致的顏色、熒光、電化學(xué)特性的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般說(shuō)來(lái)，這些方法都具有較高的靈敏度和選擇性，操作也比較簡(jiǎn)單。但是由于環(huán)境樣本中基質(zhì)的干擾，這些方法大多數(shù)不能用于環(huán)境樣本的直接檢測(cè)，仍需要對(duì)樣品進(jìn)行適當(dāng)前處理。而本發(fā)明則不需要對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理，不需要精密的儀器設(shè)備，使用者也無(wú)需掌握特別的專業(yè)技能。有關(guān)這方面的文獻(xiàn)可參見(jiàn)
(1)W.L.Clevenger,B.W.Smith,and J.D.Winefordner,Crit.Rev.Anal.Chem.,1997,27(1),1-26(2)L._rgan and G.Johansson,Anal.Chim.Acta.,1981,125,45-53(3)C.Preininger,Mikrochim.Acta,1999,130:209-214(4)T.N.Shekhovtsova,S.V.Chemetskaya,Anal.Lett.,1994,27(15)2883-2898(5)Amine A.,Cremisini C.,Palleschi G.,Mikrochim Acta,1995,121,183-190本發(fā)明的目的是提供一種依據(jù)酶抑制反應(yīng)和毛細(xì)作用原理的靈敏的汞離子檢測(cè)條，該檢測(cè)條可以直接對(duì)液體樣品進(jìn)行檢測(cè)，其穩(wěn)定性和重復(fù)性可以滿足定量分析的要求。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)的

圖1是這種檢測(cè)條的示意圖。圖中a為聚脂膜載體，b為反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)有1、3兩層膜組成。1是醋酸纖維素膜，在與3接觸的一面吸附固定了一定量的脲酶。3是一片精密pH試紙，上面預(yù)先吸附了一定量的尿素及添加劑海藻糖或葡聚糖。反應(yīng)區(qū)用粘性透明塑料4密封，在醋酸纖維素膜一面的粘性透明塑料上留一直徑為1-1.5毫米的小孔2作為進(jìn)樣口。使用時(shí)，將檢測(cè)條插入液體樣品中，由于醋酸纖維素膜的毛細(xì)作用，溶液通過(guò)進(jìn)樣口迅速擴(kuò)散浸透醋酸纖維素膜，溶液中的大尺寸基質(zhì)被醋酸纖維素膜過(guò)濾而無(wú)法進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，而小分子的無(wú)機(jī)或有機(jī)汞則進(jìn)入反應(yīng)區(qū)與脲酶上的巰基基團(tuán)結(jié)合，使酶的活性受到抑制。擴(kuò)散到醋酸纖維素膜邊緣的溶液滲透到pH試紙的毛細(xì)管中，然后在pH試紙上由邊緣向中心擴(kuò)散，使上面預(yù)先吸附的尿素溶出，溶出的尿素再擴(kuò)散到醋酸纖維素膜上，并被脲酶以下列方式催化水解OH-的產(chǎn)率與脲酶受抑制的程度成反比。由于尿素先由pH試紙邊緣析出，所以O(shè)H-首先在pH試紙的邊緣生成，使pH試紙四周先顯蘭色，形成蘭色環(huán)套黃色色斑的現(xiàn)象。圖2是分別在檢測(cè)條插入樣品溶液后11分鐘、13分鐘、14分鐘所拍攝的照片，編號(hào)依次為A、B、C。由圖2可見(jiàn)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，蘭色環(huán)逐漸向中心擴(kuò)展，而黃色色斑逐漸縮小。以反應(yīng)區(qū)黃色色斑完全消失作為反應(yīng)終點(diǎn)，從檢測(cè)條插入樣品到反應(yīng)終點(diǎn)的時(shí)間與樣品中汞的含量成正相關(guān)。根據(jù)顯色反應(yīng)時(shí)間，從預(yù)先繪制好的時(shí)間-濃度曲線上即可得到樣品中汞離子的含量。
表1列出了本發(fā)明與常規(guī)的光譜方法(冷蒸汽原子吸收光譜，CV-AAS；冷蒸汽原子熒光光譜，CV-AFS)的比較，通過(guò)比較可以看出，本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，易于推廣，可以和光譜方法互為補(bǔ)充，對(duì)環(huán)境水樣中的汞污染狀況進(jìn)行有效的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。
在完成本發(fā)明的過(guò)程中，對(duì)檢測(cè)條的主要指標(biāo)進(jìn)行了反復(fù)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該檢測(cè)條適用的pH范圍為6.5-7.6，溫度范圍為25-35℃。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，這種檢測(cè)條對(duì)水溶液中Hg2+的檢測(cè)限可達(dá)到0.2ng/ml，檢測(cè)范圍為0.2-200ng/ml,RSD≤10％。對(duì)甲基汞和乙基汞可得到與無(wú)機(jī)汞相近的檢測(cè)結(jié)果,而pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+等常見(jiàn)重金屬離子對(duì)檢測(cè)無(wú)明顯干擾。對(duì)飲用水，天然水的加入實(shí)驗(yàn)表明，水樣品中的基質(zhì)對(duì)檢測(cè)條的測(cè)量無(wú)明顯影響。
表1．本發(fā)明與常規(guī)光譜分析方法的比較檢測(cè)限選擇性 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)能力 技能要求 前處理要求 分析費(fèi)用 分析速度Cv-AAs 0.02ng/ml 好 差 高 高高 快Cv-AFs 0.001ng/ml 好 差 高 高高 快本方法0.2ng/ml較好 好 無(wú)無(wú)或很少很低快
權(quán)利要求
1.一種依靠酶抑制顯色反應(yīng)進(jìn)行汞化合物定性和定量分析的檢測(cè)條，其特征是反應(yīng)區(qū)邊緣先成環(huán)狀顯色，而后顯色向中心膨脹。
2.按照權(quán)利要求書1所述的檢測(cè)條，其特征是反應(yīng)區(qū)內(nèi)吸附有如下試劑脲酶、尿素。
3.按照權(quán)利要求書1所述的檢測(cè)條，其特征是反應(yīng)區(qū)由粘性透明塑料密封，在與膜片(1)接觸的粘性透明塑料上，對(duì)應(yīng)于膜片(1)的中心位置，留一個(gè)1-1.5mm的小孔(2)。
4.按照權(quán)利要求書1所述的檢測(cè)條，其特征是在精密pH試紙(3)上加入添加劑海藻糖或葡聚糖，使顯色均勻，顏色界限明顯。
全文摘要
本發(fā)明屬于分析測(cè)試領(lǐng)域,涉及一種利用酶抑制顯色反應(yīng)進(jìn)行定量分析汞化合物的檢測(cè)條的研制。檢測(cè)條由聚酯膜載體、反應(yīng)區(qū)兩部分組成,反應(yīng)區(qū)包括一片固定有脲酶的醋酸纖維素膜和一片吸附了尿素及海藻糖的精密pH試紙。使用時(shí),直接將檢測(cè)條插入要檢測(cè)的樣品溶液中,使溶液沒(méi)過(guò)反應(yīng)區(qū),兩分鐘后,可以在pH試紙的邊緣看到藍(lán)色環(huán)出現(xiàn),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,藍(lán)色環(huán)逐漸向中心膨脹,反應(yīng)區(qū)完全變藍(lán)的時(shí)間與樣品溶液中汞化合物的濃度成正相關(guān)。本檢測(cè)條的特點(diǎn)是靈敏、特異性高、成本低廉和使用方便。本檢測(cè)條適用于環(huán)境水樣中無(wú)機(jī)汞離子和有機(jī)汞的痕量檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N31/22GK1322947SQ01118580
公開日2001年11月21日 申請(qǐng)日期2001年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月5日
發(fā)明者江桂斌, 時(shí)國(guó)慶 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心