高选择性比色比率在纯水体系中测定Hg2+的方法

摘要

本发明涉及一种高选择性比色比率在纯水体系中测定Hg2+的方法。具体地，本发明涉及三氰基乙烯类氮苯基化合物、巯基类化合物和三氰基乙烯类氮苯基化合物与巯基类化合物的加合物，其可用于对纯水体系中Hg2+的检测。这类方法可实现如下的技术效果中的至少一个：高选择性地识别Hg2+；能够用裸眼观察的方式对Hg2+进行定性和定量分析；可以实现对Hg2+的即时检测；性质稳定，可以长期保存使用；水溶性好，有利于在纯水体系下对Hg2+进行检测；以及具有较强的抗干扰能力；比率方法较其他单波长测定方法有更高的数据精确度。

权利要求

1.用于检测样本中Hg2+含量的制剂，其包含化合物

2.根据权利要求1所述的制剂，其中所述的样本是水样。

3.用于检测样本中Hg2+含量的试剂盒，其包含化合物

4.根据权利要求3所述的试剂盒，其中所述的样本是水样。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的试剂盒，其还包括使用说明书。

6.根据权利要求3或4中任一项所述的试剂盒，其还包括用于检测样本中Hg2+含量的缓冲剂。

说明书

2+

高选择性比色比率在纯水体系中测定Hg 的方法

技术领域

[0001] 本发明作为检测Hg2+的比色比率方法涉及三氰基乙烯类氮苯基化合物、巯基化合物和三氰基乙烯类氮苯基化合物与巯基化合物的加合物，此方法可在纯水体系对Hg2+选择性识别应用，或者其可测定样品中Hg2+的浓度。

背景技术

[0002] 汞是一种有剧毒的金属元素，是全球性最危险的污染物之一。汞具有易迁移性、持久性和生物富集性。由于汞对蛋白质和酶组分中巯基的亲和力强，其可导致大脑、胃、肾功能失调和中枢神经系统的损伤。汞的毒性对人类的健康构成巨大威胁。目前汞已经优先列2+
入全球环境监控系统的清单。因此，开发能够在纯水体系中选择性测定Hg 的方法，尤其是对汞离子的原位、实时监测将会对医学、生物学和环境科学具有重要意义。

[0003] 鉴于此，发展能够有效检测特别是能够在纯水体系中检测Hg2+的分析方法是极其重要和有意义的。现如今已报导的检测Hg2+的分析方法包括电化学分析法、原子吸收法、荧光分析法、紫外-可见分光光度法等方法。在这些众多的检测方法中，比色方法由于不需要借助先进的昂贵仪器而进行“裸眼”观察，从而达到定性和定量分析的目的，因此受到广泛关注。然而目前已报道的比色方法大多数是基于单波长下吸光度的增大或减小来定性和定量分析的，这种检测方法易受到仪器的稳定性、测定环境以及指示剂分布的影响。相比之下，采用两个波长处吸光度的比值来定性和定量分析能够削弱以上影响。但是目前已发展的比色比率 测定Hg2+的方法甚少，且存在很多诸如选择性差、易受干扰，水溶性差，需要有机溶剂做助溶剂、合成复杂，难以实现商品化等突出问题。故而，发展高选择性、水溶性好、制备简单的比色比率测定Hg2+的方法是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

[0004] 本领域急需一种制备简单、水溶性好的高选择性比色比率测定Hg2+的方法，从而能够有效检测特别是能够在纯水体系中检测Hg2+。为此，本发明提出了一种新颖的比色比率检测Hg2+的方法，制备简单、和/或水溶性好、和/或选择性高，和/或能够识别Hg2+。本发明的检测方法可在纯水体系中进行Hg2+的测定。

[0005] 具体而言，本发明提供了一种比色比率测定Hg2+的方法，其涉及三氰基乙烯类氮苯基化合物、巯基化合物和三氰基乙烯类氮苯基化合物与巯基化合物的加合物，其结构如下：

[0006]

[0007] 优选的，本发明的比色比率方法涉及的三氰基乙烯类氮苯基化合物、巯基类化合物和三氰基乙烯类氮苯基化合物与巯基化合物的加合物是：

[0008]

[0009] 本发明还提供了比色比率检测Hg2+体系的配制方法，其是通过将对应于本发明相应的三氰基乙烯类氮苯基化合物在同时加入巯基类化合物和Hg2+的条件下完成测定分析的。优选的，对应于本发明方法的相应三氰基乙烯类氮苯基化合物是三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺，对应于本发明方法的相应巯基类化合物是巯基乙醇，对应于本发明方法的相应三氰基乙烯氮苯基化合物与巯基化合物的加合物是三氰基巯基乙醇氮苯基二乙醇胺。

[0010] 在本发明的比色比率检测Hg2+的方法中，检测温度是20－30℃；与待测体系的作用时间是10min－15h。本发明的Hg2+检测方法是向三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)的纯水体系(10mM PBS,pH 7.4)中同时加入巯基乙醇(10μM)和Hg2+。

[0011] 本发明的比色比率检测Hg2+的方法，是基于在不同浓度Hg2+存在下产生吸收光谱2+
的变化(同时伴随着不同的颜色变化)，从而实现对Hg 的定量检测。

[0012] 具体而言，本发明的检测Hg2+的方法分别与钾离子、钠离子、镁离子等其他阳离子进行作用均不能导致吸收光谱的明显改变，从而实现对Hg2+的选择性识别，进而可任选地用于排除这些离子的存在对Hg2+的定量测定的干扰。

[0013] 本发明的比色比率检测Hg2+的方法涉及的化合物水溶性好，从而可有利于在纯水体系中对Hg2+的检测。

[0014] 可选择地，本发明的比色比率检测Hg2+的方法可现配现用，不需要再合成。

[0015] 进一步的，本发明的检测Hg2+的方法是高选择性比色比率方法，有 利于商业化的推广应用。

附图说明

[0016] 图1a和图1b是不同浓度Hg2+(0－30μM)对三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)与巯基乙醇(10μM)体系吸收光谱的影响和图1c是对Hg2+检测过程中溶液颜色的变化。图1c,C1表示三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)水溶液；C2表示三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)水溶液中加入巯基乙醇(20μM)；C3表示三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)水溶液中同时加入巯基乙醇(20μM)和Hg2+(20μM)。

[0017] 图2a和图2b是不同阳离子(50μM)对三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)与巯基乙醇(10μM)体系吸收光谱的影响。

[0018] 图3是不同阳离子(50μM)对三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)与巯基乙醇(10μM)体系吸收光谱法定量分析Hg2+(20μM)的影响。具体实施方式：

[0019] 本发明提供了上述高选择性比色比率在纯水体系中测定Hg2+的方法及其光谱性能。

[0020] 本发明的比色比率测定Hg2+方法，其涉及三氰基乙烯类氮苯基化合物、巯基类化合物和三氰基乙烯类氮苯基化合物与巯基类化合物的加合物，具有以下结构通式

[0021]

[0022] 上式中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7为氢原子，直链或支链烷基，直链或支链烷氧基，磺酸基，酯基，羧基，氰基；R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7可以相同或不同。

[0023] 该类比色比率检测Hg2+方法的机制如下：

[0024]

[0025] 具体地，本发明的比色比率检测Hg2+方法，向三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)的纯水体系(10mM PBS,pH 7.4)同时加入巯基乙醇(10μM)和Hg2+。

[0026] 本发明的高选择性比色比率检测Hg2+方法的显著特征是能够在纯水体系中选择性地识别Hg2+，和/或在其他离子的存在下能够准确对Hg2+进行定量分析。重要的是，本发明的2+
检测Hg 方法还能够用“裸眼”观察的方式进行定性和定量分析。

[0027] 下面将通过借助以下实施例来更详细地说明本发明。以下实施例仅是说明性的，应该明白，本发明并不受下述实施例的限制。

[0028] 实施例1

[0029]

[0030] 检测Hg2+的方法是将Hg2+和巯基乙醇(10μM)同时加入到三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)的纯水体系(10mM PBS,pH 7.4)中。

[0031] 实施例2

[0032] 本发明的发明人进行了如下测试：(a)不同浓度Hg2+(0－30μM)对三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)与巯基乙醇(10μM)体系吸收光谱的影响；(b)526nm和390nm处吸收强度的比值与加入Hg2+浓度(0－30μM)之间的线性关系；(c)对Hg2+检测过程中溶液颜色的变化。上述测定是在水(10mM PBS,pH 7.4)中进行的，所使用的方法是将Hg2+和巯基乙醇(10μM)同时加入到三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)的纯水体系中，且所有光谱测试都是在25℃下Hg2+加入作用12h后测得的。结果参见图1。

[0033] 从图1可以看出，伴随着检测体系中Hg2+浓度的增加，390nm处的吸收光谱在下降，同时526nm处的吸收峰在升高；重要的是，526nm和390nm处吸收强度的比值与加入Hg2+浓度(0－30μM)成良好的线性关系。因此，本发明的比率检测Hg2+的方法能较精确地确定纯水体2+
系中Hg 的含量。

[0034] 实施例3

[0035] 不同阳离子(50μM)对三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)与巯基乙醇(10μM)体系吸收光谱的影响。阳离子包括：钾离子K+、钠离子Na+、铝离子Al3+、镁离子Mg2+、锌离子Zn2+、镍离2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2
子Ni 、亚锡离子Sn 、钴离子Co 、镉离子Cd 、铜离子Cu ，它们的浓度均为50μM，汞离子Hg+浓度为20μM。所有测试条件是在水(10mM PBS,pH 7.4)中完成，检测方法是实施例1中的方法，且所有光谱都是在25℃下分析物加入作用12h后测得的。具体地，移取25μL的探针储备液(1mM)放进5mL比色管中，然后加入3mL超纯水，再移取25μL上述分析物储备液(10mM)加入比色管内，Hg2+移取10μL浓度为10mM,然后移取0.5mL的PBS溶液(pH 7.4,100mM)，最后用超纯水定容至5mL。摇匀，静置12h，即可测定。结果如图2所示。

[0036] 从图2可以看出，本方法对Hg2+具有很高的选择性，能够专一性地和Hg2+进行反应，反应前后，吸收光谱有明显变化，而水体中存在的常见阳离子与本方法作用后吸收强度并不发生明显变化。

[0037] 实施例4

[0038] 不同阳离子(50μM)对三氰基乙烯氮苯基二乙醇胺(5μM)与巯基乙醇(10μM)体系吸收光谱法定量分析Hg2+(20μM)的影响。阳离子包括：钾离子K+、钠离子Na+、铝离子Al3+、镁离子Mg2+、锌离子Zn2+、镍离子Ni2+、亚锡离子Sn2+、钴离子Co2+、镉离子Cd2+、铜离子Cu2+，它们的浓度均为50μM，汞离子Hg2+浓度为20μM。所有测试条件是在水(10mM PBS,pH 7.4)中完成，检测方法是实施例1中的方法，且所有光谱都是在25℃下分析物加入作用12h后测得的。结果如图3所示。

[0039] 从图3可以看出，水体中存在的常见阳离子不会明显干扰本方法对Hg2+的定性与定量检测。

[0040] 虽然用上述实施方式描述了本发明，应当理解的是，在不背离本发明的精神的前提下，本发明可进行进一步的修饰和变动，且这些修饰和变动均属于本发明的保护范围之内。