专利名称：：汞离子检测试剂盒和试纸及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及了一种汞离子检测试剂盒和试纸及其制备方法与应用，特别是一种基于罗丹明B内硫酯的汞离子检测试剂盒和试纸及其制备方法与在汞离子含量分析方面的应用。
背景技术：
：汞是一种常见的重金属污染物，对自然环境和人类健康有严重的危害。人类的各种活动(如采矿，化工，电子等行业)每年向自然界排放大量的汞。这些汞在自然界中被生物体转化成神经毒害性的汞物种，且其浓度可随时间逐渐积累升高。人体长时间摄入含汞的水或食物就会造成慢性的汞中毒。由于汞的毒性强，产生中毒的剂量小，因此我国饮水、农田灌溉，都要求汞的含量不得超过0.001毫克/升，渔业用水要求汞不得超过0.005毫克/升，水产品要求汞含量不得超过0.3毫克/升。因此，人们需要一种方便、快速的检测汞含量的方法。本发明人曾设计合成了一种汞离子光学探针罗丹明B内硫酯(专利申请号200710179052.x)。为了发展简便、快速的汞离子检测设备，在此我们进一步提出基于罗丹明B内硫酯而制造汞离子的检测试剂盒和试纸。
发明内容本发明的目的是提供一种汞离子检测试剂盒和试纸及其制备方法与应用。本发明提供的汞离子检测试剂盒，由试剂储备液1和试剂储备液2组成；试剂储备液1为缓冲液，试剂储备液2为罗丹明B内硫酯的溶液；其中，试剂储备液1具体可为2-[4-(2-羟乙基)-l-哌嗪]乙磺酸的缓冲液或磷酸盐缓冲液，其浓度为0.1-0.4M，pH值为6-8;缓冲液的溶剂为水。罗丹明B内硫酯溶液的浓度为0.5-2mM，各种能溶解罗丹明B内硫酯的溶剂均适用，如1，4-二氧六环。本发明提供的一种汞离子检测试纸，是由固体载体和附着在该固体载体上的罗丹明B内硫酯组成。该固体载体可为定性滤纸。本发明提供的制备上述汞离子检测试纸的方法，包括如下步骤1)将罗丹明B内硫酯溶于有机溶剂中，得到母液；2)将定性滤纸在母液中浸泡，晾干，得到本发明提供的汞离子检测试纸。该方法的步骤l)中，母液的浓度为1-5mM，各种常用的有机溶剂均适用，如丙酮。另外，利用本发明提供的试剂盒和试纸对各种体系中的汞离子含量进行检测，也属于本发明的保护范围。本发明中所用罗丹明B内硫酯，其结构式如式I所示，该罗丹明B内硫酯以罗丹明B结构为母体，包含一个内硫酯活性基团。该罗丹明B内硫酯的合成是先将罗丹明B制成罗丹明B酰氯，然后利用硫脲的亲核反应与罗丹明B酰氯成环。包含如下两步步骤a):将罗丹明B与三氯氧磷在1，2-二氯乙垸钟回流，得到罗丹明B酰氯;步骤b):罗丹明B酰氯与硫脲在含三乙胺的四氢呋喃中进行反应，得到产物罗丹明B内硫酯。本发明提供的汞离子检测试剂盒及试纸，具有以下特点1)试剂储备液2为无色，且无荧光；而与汞离子反应后则可显示紫红色并且发出强烈的荧光。2)反应速度快，一分钟内即可显色。3)灵敏度高，汞离子浓度在^2)aM时即可用肉眼观察到明显的紫红色产生，且无需仪器就可以做半定量测定。4)该显色反应仅在汞离子存在的条件下发生，其他常见的重金属污染物(如铅，镉，铬等)不产生干扰。5)使用简便，可直接用于水溶液样品中汞离子的检测。6)具有长荧光发射波长(580nm)，故也可用荧光光谱法检测，测定限可达^0.3pM。因此，该试剂盒和试纸是一种性能优良、使用方便的汞离子检测设备，在食品、环境、生物等领域中有着巨大的应用前景。图1为试剂盒与不同浓度的汞离子溶液反应的照片。图2为用该试剂盒获得的检测汞离子的标准曲线。图3为试纸与不同浓度的汞离子溶液反应的照片。具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例l、用试剂盒半定量测定样品中的汞离子浓度用试剂盒半定量测定样品中的汞离子浓度，是按照如下步骤进行测定的-1)称取5.4mgHgCl2，溶于10mL水中，配成2mM的汞标准储备溶液。2)在样品瓶中，加入步骤1)制备得到的适当体积的汞标准储备溶液，用水稀释至2.0mL，使汞离子的最终浓度分别为(a)OM;(b)2xlO—7M;(c)lxlO-6M;(d)lxl(T5M;(e)2xlO—4M;(f)1xl(T3M，得到汞离子标准样品溶液。3)在上述己知浓度的汞离子标准样品溶液中，依次加入0.1mL试剂储备液1和50pL试剂储备液2，摇匀后，静置lmin，得到一系列显色标准，分别如图l中的a-f所示。4)取实际样品溶液2.0mL，向其中依次加入0.1mL试剂储备液1和50试剂储备液2，摇匀后，静置lmin。用目视比色法，对照上述显色标准，即可半定量测定出实际样品中汞离子的浓度。注意事项1)实际样品溶液应无色透明或颜色较淡，带颜色的样品会影响冃测的准确性。2)使用专用的比色管或光程长的无色透明样品瓶，可以提高检测的灵敏度。另外，本发明中所用罗丹明B内硫酯的合成路线如下具体的合成过程如下步骤a):将239mg罗丹明B溶解于约5mll,2-二氯乙烷中，缓缓加入约0.3ml三氯氧磷，并在83'C回流反应4h。冷却后，将此反应体系真空干燥，得到罗丹明B酰氯。步骤b):将制得的罗丹明B酰氯溶于6ml四氢呋喃中，再将该溶液滴加到含有152mg硫脲和1.2ml三乙胺的6ml四氢呋喃溶液中，搅拌过夜。将此反应体系减压蒸干，得到紫红色油状液体，再向其中加入5ml水产生紫红色沉淀，用大量水清洗沉淀。将得到得粗产品用柱层析分离(硅胶G，200-300目)，乙酸乙酯/石油醚(h25，V/V)作洗脱剂提纯得到最后产物罗丹明B内硫酯114mg。产品为淡黄色固体，熔点176-178°C，分子量458。实施例2、用汞离子试剂盒定量测定实际样品中汞离子的浓度用汞离子试剂盒定量测定实际样品中汞离子的浓度，是按照如下步骤进行测定的1)标准曲线的制作称取2.7mgHgCl2溶于10mL水中，配成1mM的汞标准储备液。移取适当体积的汞储备溶液于一系列试管中，并按表1配制汞离子的标准显色溶液。如编号为0的试管中，按照表l中所示，该试管中含有100^L的试剂储备液1，10pL的试剂储备液2和0的汞标准储备液；其他编号试管溶液的配制如表1所示依次类推。表l汞离子的标准显色溶液的制备方法<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>用蒸馏水将试管中的溶液定容至2.0mL，充分混匀。放置10inin后，移至1cm的石英比色皿中，以530nm作激发波长，测定580nm处的荧光强度，得到一系列标准溶液的荧光强度F，同时扣除试剂空白荧光值Fo(AF-F-Fo)，空白荧光值Fo由表1中的对照管(O号管)测得。对实验数据用AF-AC+B做线性拟合，其中，C为汞离子的最终浓度。线性拟-后，如图2所示，其标准曲线的线性方程为AF=21xC(一Hg2+)-3.42)实际样品分析取受汞污染的饮用水作为待测样品，按照表2制备样品溶液。表2样品溶液的配制试管号领IJ定管对照管试剂储备液1(pL)100100试剂储备液2((iL)1010待测样品(mL)10蒸馏水(mL)01用蒸馏水将试管中的溶液定容至2.0mL，充分混匀，放置10min后，移至1cm的石英比色皿中，以530mn作激发波长，测定580nm处荧光强度。3)计算△FX=F(测定管荧光强度)-F(对照管荧光强度)将AFx代入上述由标准汞溶液拟合的方程AFx二ACx十B中，得到汞离子浓度Cx。对采用人工方法制备得到的汞离子浓度不同的污染饮用水，用本发明提供的试剂盒进行汞离子浓度的检测，结果如表3所示。表3含汞饮用水的检测结果含汞饮用水样品中已知汞浓度(I^M)0.301.001.70用本法测得的浓度(pM±SD，n=3)0.31±0.080.99±0.121.68士0.19注意事项1)样品中的汞离子浓度必须小于5nM;若浓度太高，则应先行稀释，然后再测2)该试剂盒也可以使用吸光光度法进行定量测定，最大吸收波长为560nm。实施例3、使用汞离子试纸半定量测定样品中汞离子的浓度使用本发明提供的汞离子试纸半定量测定样品中汞离子的浓度，是按照如下步骤进行测定的1)称取5.4mgHgCl2，溶于10mL水中，配成2mM的汞标准储备溶液。2)在样品瓶中，加入适当体积的汞标准储备溶液，并用水稀释至2.0mL，使汞的最终浓度分别为(a)OM;(b)lxl(T6M;(c)lxl(T5M;(d)2><io-5M;(e)ixicr4M;(f)ixio-3M。3)将本发明提供的汞离子试纸在上述各个不同浓度的汞离子溶液中浸泡5秒钟，取出作为显色标准，如图3中a-f所示。4)将汞离子试纸直接浸入待测的样品溶液中5秒，取出后，用目视比色法，对照上述显色标准，即可半定量测定出实际样品中汞离子的浓度。注意事项实际样品溶液的酸度应在pH值为3-10的范围内。权利要求1、一种汞离子检测试剂盒，包括试剂储备液1缓冲液；试剂储备液2罗丹明B内硫酯的溶液；其中，所述罗丹明B内硫酯的结构式如式I所示，(式I)2、根据权利要求1所述的试剂盒，其特征在于所述试剂储备液1为2-[4-(2-羟乙基)-l-哌嗪]乙磺酸的缓冲液或磷酸盐的缓冲液；所述试剂储备液2中，罗丹明B内硫酯的溶液的浓度为0.5-2mM。3、根据权利要求1或2所述的试剂盒，其特征在于所述缓冲液的浓度为0.1-0.4M，所述缓冲液的pH值为6-8，所述缓冲液的溶剂为水；所述罗丹明B内硫酯的溶液中的溶剂为1，4-二氧六环。4、根据权利要求1-3任一所述的试剂盒，其特征在于所述罗丹明B内硫酯是按照如下方法制备得到的1)将罗丹明B与三氯氧磷在1，2-二氯乙烷中回流，得到罗丹明B酰氯；2)将所述罗丹明B酰氯与硫脲在含三乙胺的四氢呋喃中进行反应，得到产物罗丹明B内硫酯。5、根据权利要求l-4任一所述的试剂盒，其特征在于所述试剂盒还包括汞离子标准溶液。6、一种汞离子检测试纸，是由固体载体和附着在所述固体载体上的罗丹明B内硫酯组成；其中，所述罗丹明B内硫酯的结构式如式I所示，7、根据权利要求6所述的试纸，其特征在于所述固体载体为定性滤纸。8、一种制备权利要求6所述汞离子检测试纸的方法，包括如下步骤1)将罗丹明B内硫酯溶于有机溶剂中，得到母液;其中，所述罗丹明B内硫酯的结构式如式I所示，(式I)2)将定性滤纸在母液中浸泡，晾干，得到所述汞离子检测试纸。9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述步骤l)中，母液的浓度为1-5mM;所述有机溶剂为丙酮。10、根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述罗丹明B内硫酯是按照如下方法制备得到的1)将罗丹明B与三氯氧磷在1，2-二氯乙烷中回流，得到罗丹明B酰氯；2)将所述罗丹明B酰氯与硫脲在含三乙胺的四氢呋喃中进行反应，得到产物罗丹明B内硫酯。全文摘要本发明公开了一种汞离子检测试剂盒和试纸及其制备方法与应用。本发明提供的汞离子检测试剂盒，包括试剂储备液1和试剂储备液2；其中，试剂储备液1为缓冲液，试剂储备液2为罗丹明B内硫酯的溶液；该试剂盒还可包括汞离子标准溶液。本发明提供的汞离子检测试纸，是由固体载体和附着在该固体载体上的罗丹明B内硫酯组成。本发明可以在水介质中实现微量汞离子的高灵敏度、高选择性以及快速的定量检测，在食品、环境、生物等领域中有着巨大的应用前景。文档编号G01N21/78GK101477060SQ20091007665公开日2009年7月8日申请日期2009年1月12日优先权日2009年1月12日发明者洋刘,文史,张经华,马会民申请人:中国科学院化学研究所;北京市理化分析测试中心