[发明专利]一种采用指示剂置换反应的氯溴碘离子半定量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及置换反应，具体地说是一种采用指示剂置换反应的氯溴或碘离子的半定量检测方法。

背景技术

无机离子，特别是氯、溴和碘离子，在环境、工业以及生物中扮演着极为重要的角色。举个离子，氯离子保持着细胞的渗透平衡，并且调节着人体的pH值；溴离子，通常被用来作为镇静剂，调节中枢神经系统。碘离子，能够从本质上阻断过量的甲状腺激素释放到血液中，从而帮助抑制诸如焦虑、暴躁等症状。这些卤素阴离子一方面对生命具有不可或缺的重要性，另一方面，过量的卤素阴离子却有着致命的毒性。

国际上目前广泛采用的卤素离子定性定量检测技术包括：库伦滴定法、离子选择电极法、流动注射法、传感器法等。各种基于氢键的受体也相继被研究，如基于NH的氨基化合物、尿素、硫脲等，以及基于CH的各种受体等。然而，这些无机阴离子的传感相对来说比较困难，尤其是在水中。这很大程度上是由于阴离子通常具有较低的电荷/半径比，从而使得他们对受体的静电键合效率较低。更重要的是，氯、溴、碘离子具有相对较高的溶剂化自由能，这就意味着受体必须与介质有效竞争。目前为止，还没有一种较有效并且便利的方法用于这些阴离子的快速检测。

银离子通常用来定性区分氯、溴和碘离子。然而，其相对较弱的颜色区别(AgCl白色，AgBr浅黄色，AgI黄色)使得对这些沉淀的颜色区分变得尤其困难。并且，由于过量的氯、溴或碘离子会使其生成的沉淀进一步溶解，采用这种方法对这些卤素离子的定量分析几乎显得不可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于指示剂置换反应的氯、溴或碘离子半定量检测方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

1)金属离子显色剂与金属离子螯合：①5-100μL 0.01mol/L硝酸银水溶液加入到0.5-5mL 0.1mM 3，5-Br2-PADAP([2-(3，5)-二溴-2-吡啶偶氮]-5-二乙氨基苯酚)金属离子显色剂的醇水混合溶液(体积比1∶1)中，充分混匀；②5-100μL 0.01mol/L氯化汞水溶液加入到0.5-5mL 0.1mM3，5-Br2-PADAP金属离子显色剂的醇水混合溶液(体积比1∶1)中，充分混匀；③5-100μL 0.01mmol/L硝酸银水溶液加入到0.5-5mL 0.1μM3，5-Br2-PADAP金属离子显色剂的醇水混合溶液中(体积比1∶1)，充分混匀；④5-100μL 0.01mmol/L氯化汞水溶液加入到0.5-5mL 0.1μM3，5-Br2-PADAP([2-(3，5)-二溴-2-吡啶偶氮]-5-二乙氨基苯酚)金属离子显色剂的醇水混合溶液中(体积比1∶1)，充分混匀；

2)指示剂的置换反应：分别加入100μM-10mM浓度的氯、溴或碘离子钠盐水溶液到上述显色剂与金属离子螯合的有色溶液中，经充分反应后，10000-15000rpm离心2-5分钟；

3)比色读取：取内径0.5-1.7毫米，外径1.5-2.5毫米的石英管，蘸取离心后的上层清液，溶液在毛细作用下吸入石英管中；将与氯、溴或碘离子钠盐水溶液反应后的硝酸银螯合有色溶液以及氯化汞螯合有色溶液的上层清液吸取到石英管中后，与不同浓度有色螯合物置换反应后的多个石英管并排放置，构成阵列。

4)采用CCD、数码相机或扫描仪等彩色成像设备对石英管阵列一次成像，提取各个透明石英管中溶液的颜色信息，通过Photoshop等软件对这些溶液的颜色信息进行数字化处理，选取有代表性的多个区域，得到其图像对应的RGB值，并进行平均。将其平均后的RGB值按照比例进行条形码的可视化处理，条形码码条宽度代表其按比例缩放的红、绿、蓝值。

5)数理统计：将阵列对微摩尔至毫摩尔级几个不同标准浓度下氯、溴和碘离子的颜色数字化并构建相应的“指纹图谱”后，为减少样本偏差，对每种实验重复5-10次对应实验，将所有氯、溴或碘离子在特定浓度下对应的每组实验的R，G，B值构建矩阵，采用多维变量统计软件包(Matlab，MVSP(Multi-Variate Statistic Package)或SPSS(Statistical Package for the Social Sciences)等统计软件，将矩阵导入软件后，在软件中采用聚类分析或主成分分析等数理统计方法对结果进行归类；对于未知样本，结合已有指纹图谱库及聚类分析后的结果，进行归一化，由未知样本归一的类别判定其为何种卤素离子及其半定量的大致浓度范围。

具体为：