一种水体样品中Cd2+含量的高通量检测方法

本发明涉及水质检测，尤其涉及一种水体样品中cd2+含量的高通量检测方法。

背景技术：

1、镉是一种有毒的重金属，常见于自然界的矿石中，尤其是锌、铜和铅矿石中。镉在工业中被广泛使用，用途包括镀层、电池制造、塑料添加剂、化肥和颜料等。工业排放是主要的镉污染来源。工业生产过程中的燃烧、焚烧和废水排放都可能释放镉到环境中。农业活动也是一个重要的镉排放来源。化肥和农药中的镉含量高，可以被作物吸收并富集在土壤中。废弃物处理和垃圾填埋也可能导致土壤和地下水中的镉污染。镉对人类健康有害。长期暴露于镉污染环境中会导致慢性镉中毒，影响肾脏、骨骼和呼吸系统等器官的功能，甚至引发癌症。镉还对环境造成严重影响。它可以累积在土壤、水体和食物链中，对植物生长和水生生物产生毒性影响，破坏生态平衡。

2、及早发现和监测镉污染是保护人类健康和生态环境的关键。有效的检测方法可以帮助确定污染源、评估污染程度，并采取相应的控制和治理措施。目前，用于测定水中镉含量的方法主要包括icp-ms(电感耦合等离子体质谱法)、火焰原子吸收光度法和双硫腙比色法。其中，双硫腙-三氯甲烷萃取分光光度法作为一种较为成熟的技术被广泛采用，已成为测定水源和废水中镉含量的标准方法之一。其基本原理是在强碱性条件下，镉离子(cd2+)与双硫腙反应生成红色配合物，随后使用氯仿进行萃取，最终在518nm波长处进行测定，从而确定镉的含量。然而，由于双硫腙及其镉配合物不溶于水，因此必须将其萃取到有机相中进行测定，操作相对复杂。此外，为了排除干扰离子的影响，需要使用剧毒的氰化钾等试剂。另外，双硫腙的不稳定性也是该方法的一个问题，其易变质，可能影响仪器的测定稳定性。除此之外，icp-ms(电感耦合等离子体质谱法)、火焰原子吸收法等方法的设备成本较高，操作程序复杂，检测时间较长，实施和普及相对困难。

3、因此，形成一套低成本，高通量的快速检测方法显得十分迫切。

技术实现思路

1、针对上述问题，为了满足水体样本中镉(cd)高通量，快速，低成本检测方法，本发明开发了一种水体样品中镉(cd2+)元素的高通量快速检测方法。具体技术方案如下：

2、一种水体样品中cd2+含量的高通量检测方法，采用96孔板配合多功能酶标仪进行检测，包括如下步骤：

3、(1)水样预处理，将采集的水体样品进行高速离心，沉淀固体杂质后取上层清液。

4、(2)显色试剂混合液配置，将显色试剂与处理后的水体样品按照特定比例在96孔板中混合，然后通过振荡仪振荡混匀5分钟。

5、(3)将混合均匀后的96孔板通过酶标仪测量吸光度，在546nm处显色后的混合试剂会出现明显吸收峰，且与镉(cd2+)浓度成正比。

6、进一步的，所述步骤(1)具体为：取1ml污染水样于1.5ml离心管中，在在4℃下以10000rpm/min离心5min；离心后取出上清液20μl于干净的96孔板中。

7、进一步的，所述步骤(2)具体为：将8μl、质量浓度20％酒石酸钾钠溶液，40μl、1mol/lnaoh溶液，24μl摩尔比n(dtab)︰n(sdbs)＝15︰1的复配溶液与10.4μl双硫腙乙醇溶液与97.6μl超纯水混合，得到体积为180μl的显色试剂，并加入到已经装载好样品96孔板中振荡混匀。

8、进一步的，所述步骤(2)中所用的显色试剂总量可根据样品量进行调整，所配置的显示体系为200μl(180μl显色试剂+20μl水体样品)，通过多功能酶标仪配合96孔板可以实现水体样品中cd2+浓度的高通量快速检测。

9、进一步的，所述步骤(2)中将浓度为0μg/ml，2μg/ml，4μg/ml，6μg/ml，8μg/ml的cd2+溶液分别取20μl加入待测样孔，将5个孔编号分别为1，2，3，4，5。在546nm下测量吸光度，以1号样品为空白对照，去零后将吸光度与浓度关系绘制成工作曲线。每个样品两个重复值，最终结果取平均值。图二为其中一次标准溶液曲线测量结果，r2＝0.9958。根据拟合出的标准曲线以及样品显色后在546nm处的吸光度，可快速得到大量样品中cd2+浓度值。

10、进一步的，本发明中所涉及的溶液配置方法分别为：①双硫腙乙醇溶液：称取0.0450g双硫腙溶于乙醇中，再用乙醇稀释定容于250ml容量瓶中。②摩尔比n(dtab)︰n(sdbs)＝15︰1的复配溶液：称取dtab 1.2334g和sdbs 0.0930g于适量水中溶解完全后充分。搅拌使其混合均匀，再用水稀释定容于200ml容量瓶中。③20％酒石酸钾钠溶液：取26.85g四水合酒石酸钾钠加入到73.15ml超纯水中溶解后形成溶液。

11、本发明的有益效果在于：

12、实验结果显示，在dtab(二十二烷基三甲基溴化铵)与sdbs(十二烷基苯磺酸钠)复合体系中，采用双硫腙分光光度法直接检测水样中的镉(cd2+)含量具有较高的敏感度，并且操作简便，准确性较高。此方法中，双硫腙作为显色剂易受氧化，易溶于四氯化碳、氯仿等有机溶剂中，微溶于乙醇。然而，四氯化碳、氯仿等有机溶剂可能对环境造成污染。因此，在本实验中，采用双硫腙乙醇溶液作为显色剂，现配现用，并进行低温保存，以减少对环境的污染。除此之外，本发明相较于以往已经存在的镉(cd2+)测量方法相比提高了样品测量效率：由于本发明中选择的试剂配置简单，且选择的测量仪器(多功能酶标仪)使用方便，测量过程迅速，可在短时间内快速准确测量大量水体样品中镉(cd2+)的浓度，平均单个样品检测时间小于1秒。另外，由于本发明中每个水体样品使用的显色试剂体积较小，可有效降低每个样品测量过程中使用的测量成本。

技术特征：

1.一种水体样品中cd2+含量的高通量检测方法，包括：

2.根据权利要求1所述的高通量检测方法，其中：

3.根据权利要求1所述的高通量检测方法，其中：

4.根据权利要求3所述的高通量检测方法，其中：

5.根据权利要求1所述的高通量检测方法，其中：

6.根据权利要求1所述的高通量检测方法，其中：

技术总结
本发明开发了一种水体样品中Cd<supgt;2+</supgt;含量的高通量检测方法，采用96孔板配合多功能酶标仪进行检测，将采集的水体样品进行高速离心，沉淀固体杂质后取上层清液。将显色试剂与处理后的水体样品按照特定比例在96孔板中混合，然后通过振荡仪振荡混匀5分钟。将混合均匀后的96孔板通过酶标仪测量吸光度，在546nm处显色后的混合试剂会出现明显吸收峰，且与镉(Cd<supgt;2+</supgt;)浓度成正比。

技术研发人员：吴波,黄晨宇,张晶,江森华
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/6/11