[發明專利]用于檢測水中重金屬離子的平板移界顯色電泳方法及裝置

有效

• 申請號: 201110226677.3
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號: CN102411025A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 馬新華;劉楠;李曉麗;歐國榮;朱蓓
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事醫學科學院衛生學環境醫學研究所
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明屬于分析化學領域，特別是涉及用于檢測水中重金屬離子的平板移界顯色電泳方法及裝置。?

背景技術

我國是發展中國家，有著分布廣泛、數量龐大的資源消耗型制造企業。鉛、鎘、汞、鉻等重金屬廣泛應用于工業生產流程中，如電池和電子元器件、印染和冶煉工業等，給環境帶來嚴重的重金屬污染。近年我國鉛、鎘、汞等重金屬污染事件發生率急劇上升，造成的危害觸目驚心，已經引起政府部門高度重視，多個省份已經執行重金屬污染問責制，追究造成污染人的法律責任。重金屬污染成為環境衛生領域的重大問題，新近公布的“十二五”規劃中，也將其列為環境污染治理的重點項目之一。?

重金屬一般指密度大于4.5g/cm³的金屬，約有45種，如銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鉻、鎢、鉬、金、銀等。盡管鐵、錳、銅、鋅等是生命活動所需要的微量元素，但大部分重金屬如鉛、汞、鎘、鉻等并非生命活動所必需，而且所有重金屬超過一定濃度對人體都有毒害。在環境污染方面具有代表性的的重金屬通常是指鉛、汞、鎘、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬元素。由于重金屬不能被生物降解，因此直接排放如河流、湖泊、海洋或土壤中都將造成環境污染。環境中的重金屬通過食物鏈的富集和生物放大作用，最終進入人體，并形成長期毒害。?

迄今為止，已經建立多種重金屬離子檢測方法，如原子吸收光譜、原子發射光譜、生化傳感器等。然而這些方法都有其弊端，如樣品需要預處理、使用條件復雜、無法實現現場檢測、檢測速度慢、檢測價格昂貴等。我國重金屬檢測的現行標準方法有：原子吸收分光光度法、原子熒光(AFS)、雙硫腙萃取分光光度法、催化示波極譜法。前兩種方法準確度和靈敏度都比較高，但是需要大型、昂貴的儀器設備并在實驗室內進行，耗費時間長，無法實現現場快速檢測。雙硫腙萃取分光光度法操作繁瑣，且使用的有機萃取試劑具有致癌作用，在實際工作中很少運用。催化示波極譜法需要配備專用的儀器和電極系統。?

其它一些尚處于研究狀態的的實驗室方法，如電感藕合等離子體質譜(ICP-MS)分析技術、電感藕合等離體原子發射光譜(ICP-AES)、高效液相色譜法、免疫分析法、生物傳感器法、酶抑制法等，或是需要大型、昂貴的儀器設備在實驗室進行檢測，或是難以制備金屬離子的單克隆抗體，均不能實現重金屬離子的現場、快速、定量檢測。?

因此，如果能夠建立一種針對水中重金屬離子的快速、準確、低成本的定量檢測方法，在污染的早期提出環境危害預警，將為水質衛生監督監測提供可靠的指標依據，對保護生態環境和人類健康具有非常重要的意義。?

本發明成功地提供了一種全新的水中重金屬離子快速檢測方法及檢測裝置，即平板移界顯色電泳法。采用本發明中的檢測裝置，能夠實現在短時間內(一般不超過10min)對水中重金屬離子做出現場、快速、定量檢測。?

發明內容

利用超分子顯色劑對重金屬離子進行特異性選擇、顯色后，在平板直流電泳中，該顯色的絡合物質會定向移動，并聚集到電泳槽內某一區域，發生肉眼可見，直觀的變化。顯色區域的面積特征與被測重金屬離子濃度存在相關性。這是一種全新的重金屬離子檢測方法，即平板移界顯色電泳，其英文名稱為Plate?Moving?Coloring?Electrophoresis，簡寫為PMCEP。?

本發明的技術方案如下：?

平板移界顯色電泳用于水中金屬離子的檢測方法，把平板電泳、超分子衍生物質選擇顯色、顯色移界電泳方法結合使用，利用超分子物質的可修飾、空間結構尺寸可控性，形成金屬離子與超分子大質量的帶電分子團的方法，選擇性結合被測金屬離子后的，利用電泳移界進行顯色區域集中移動顯示來分辨檢測。?

操作步驟如下：?

1)根據要檢測的金屬離子的實際方法需要，將修飾過的對該金屬離子具有高選擇性的超分子顯色試劑或調節電性、pH值的緩沖液，加入平板移界顯色電泳槽內，水平放置；?

2)依次將數十微升被測水樣和顯色試劑加入平板電泳槽內，使槽內試劑混合均勻，均勻展開；?

3)將電源正、負極分別對應電泳槽內正、負極，接通兩電極，調節至檢測電壓，電流控制在10mA以內，接通電源；?

4)當槽內顯色區域長邊方向在60s內變化＜0.5mm時，視為反應終止；用直尺測量槽內顯色區域的長度，計算顯色區域面積；?

5)將上一步測算結果代入相關性工作曲線公式，計算出樣品中金屬離子的濃度。?