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随着大众对环境污染问题的日益关注,对环境污染物实时监测的需求也在逐步提升。因此,针对野外环境中污染物的在线快速检测以及突发污染事件中应急检测的需求,亟需开发相应的环境污染物便携式检测技术。利用丝网印刷电极灵活的表面修饰方法,以及与检测设备间简便直接的联接方式,开发以丝网印刷电极为基底的便携式快速检测技术在实际检测中具有巨大的应用前景。基于此,在本文中针对环境污染物的现场检测需求,设计开发了多种便携式分析技术。利用亚硝酸盐变色反应原理,研制了适用于裸眼目视比色法检测的显色试剂及相关试剂盒;将电化学“沉积-溶出”技术与分光光度法或荧光检测方法相结合,能够稳定、快捷地对重金属离子进行定性及定量分析;在丝网印刷电极表面通过自组装制备集成化的Cu(Ⅱ)离子选择性电极,为金属离子在线检测提供了新手段。具体内容如下: (1)目视比色法检测亚硝酸离子及便携式试剂盒的研制 基于亚硝酸离子能够与磺胺和盐酸萘乙二胺之间发生变色反应的原理,研制了用于裸眼比色法检测亚硝酸离子的显色试剂,该试剂使用简单方便,显色时间短,且成本低廉。同时还开发了相应的便携式检测试剂盒,该试剂盒内置标准比色卡、透明比色管和粉枕包装的显色试剂,在实际使用时只需在待检测的样品溶液中加入一包显色试剂,反应后对照标准比色卡即可得知样品中亚硝酸离子浓度。 (2)电化学一分光光度法联用技术用于现场快速检测重金属离子 将丝网印刷电极作为基底,结合电化学技术与分光光度法,开发了一种用于重金属离子在线检测的联用技术,并成功用于Cd(Ⅱ),Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)离子的检测。这种联用方法根据各金属离子氧化还原电位不同的原理,利用电化学操作简单可控的特点,将其作为前处理手段把目标离子从浑浊水样中沉积转移到清澈的缓冲液中,并通过分光光度法进行定量。这种方法不仅避免了电化学检测结果可重复性低的问题,同时也避免了比色分析中极其复杂的前处理过程,为环境污染物的快速检测提供了新的技术手段。 (3)电化学一荧光联用技术用于Cd(Ⅱ)离子高选择性检测 在所开发的前种技术基础上,将荧光检测法替代分光光度法定量步骤,降低了联用方法的检测限。在本文中使用水溶性Fura-2化合物作为特异性检测Cd(Ⅱ)离子的金属指示剂,其检测限可以达到1.0 nmol/L。这种将电化学与荧光检测联用的方法可以拓展用于其他金属离子的高灵敏、高选择性检测。 (4)丝网印刷离子选择性电极用于Cu(Ⅱ)离子检测 以丝网印刷电极作为修饰基底,合成了能够与Cu(Ⅱ)离子特异性结合的6-(双(吡啶-2-甲基)氨基)己硫醇化合物,并以金纳米材料为媒介自组装在丝网印刷电极的工作电极表面。这种创新性的集成了三电极系统的便携性离子选择性电极,能够直接与检测设备联接,而且不同活度Cu(Ⅱ)离子与其所产生的电势值之间符合能斯特关系。这种便携式Cu(Ⅱ)离子选择性电极的检测范围为1.0×10-6到1.0×10-2mol/L,为5个浓度数量级,而且制备过程简便可控,可以推广应用于其他金属离子选择性电极的制作。