環(huán)境分析中的毛細(xì)管電泳-電化學(xué)檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、毛細(xì)管電泳（capillary electrophoresis，CE）是經(jīng)典電泳技術(shù)和現(xiàn)代微柱技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物，近年來已經(jīng)在生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品、臨床醫(yī)學(xué)、化學(xué)等各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，是一種極其重要的分離分析方法。CE具有分離效率高、分析速度快、檢測靈敏度高、樣品用量少、能直接進(jìn)樣及易于自動化操作等優(yōu)點(diǎn)，且?guī)缀蹩梢耘c各種檢測器（包括UV、MS、LIF、ED等）聯(lián)用。CE聯(lián)用檢測器所具有的較高的靈敏度和較好的選擇性以及各種樣品在分析前采取的萃

2、取、提純等多種預(yù)富集手段，使得CE能滿足環(huán)境污染物分析的要求，尤其是當(dāng)污染物濃度為痕量或者是存在于復(fù)雜的環(huán)境介質(zhì)中，故CE在污染物分析測定應(yīng)用領(lǐng)域潛力巨大。
　　 目前，環(huán)境問題是全球的研究熱點(diǎn)之一，大氣污染、臭氧層破壞、全球變暖、土地退化和沙漠化、森林銳減、生物多樣性減少、有毒化學(xué)品和危險廢物等問題直接或間接地與化學(xué)物質(zhì)污染有關(guān)。環(huán)境污染對人體健康有諸多潛在的危害，為了快速、準(zhǔn)確地評價環(huán)境污染，就需要有效的分析測試手段對各種環(huán)

3、境污染物進(jìn)行定性和定量分析，從而為制定相應(yīng)的對策提供科學(xué)的依據(jù)。本論文以環(huán)境污染物及相關(guān)生物指標(biāo)為研究對象，建立了用于快速、靈敏、準(zhǔn)確檢測芳香胺類污染物、農(nóng)藥及甲狀腺激素的毛細(xì)管電泳，安培檢測法。同時，與化學(xué)修飾電極技術(shù)相結(jié)合，提高毛細(xì)管電泳-安培檢測法的檢測靈敏度，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。
　　 全文共分以下四個部分：
　　 1.緒論（第一章）
　　 該部分主要概述了毛細(xì)管電泳的原理、發(fā)展現(xiàn)狀及在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。對環(huán)

4、境污染現(xiàn)狀及污染物的分析技術(shù)研究發(fā)展做了歸納總結(jié)，詳細(xì)綜述了毛細(xì)管電泳在環(huán)境分析領(lǐng)域中的應(yīng)用。
　　 2.毛細(xì)管電泳-安培檢測法測定水樣中的芳香族胺類化合物（第二章）
　　 芳香族胺類化合物，如苯胺及其衍生物是一類重要的環(huán)境水體污染物，具有高毒性和致癌性，即使是痕量濃度也會對人體有致突變影響。因此，對水體等環(huán)境介質(zhì)中含有的苯胺類化合物的靈敏檢測，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本部分工作以碳圓盤電極為工作電極，建立了

5、毛細(xì)管區(qū)帶電泳-安培檢測法(CZE-AD)對水樣中的芳香胺類化合物的分離檢測方法。文中探討了檢測電位、運(yùn)行緩沖溶液的pH和濃度、分離電壓和進(jìn)樣時間等條件對分離測定的影響。在最佳優(yōu)化條件下，2，3-二氨基萘、苯胺、鄰苯二胺和對氯苯胺四種物質(zhì)在pH4.6，0.16 mol/L的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖溶液中，在23 min內(nèi)得到基線分離。檢出限分別為1.0x10-7 mo1/L、3.3×10-8 mol/L、5.0x10-8 mol/L和1.

6、3×107 mol/L(S/N=3)。將該方法直接用于環(huán)境水樣中四種芳香族胺類物質(zhì)的分析測定，結(jié)果令人滿意。
　　 3.毛細(xì)管電泳-鉑納米修飾電極對農(nóng)產(chǎn)品中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的分析方法研究（第三章）
　　 氨基甲酸酯類農(nóng)藥可作為殺蟲劑、殺螨劑和除草劑用于多種農(nóng)作物，由于其藥效快、殘留期短、對人及生物體毒性較有機(jī)磷、有機(jī)氯農(nóng)藥低等優(yōu)點(diǎn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛使用。長期飲用或食用被農(nóng)藥污染的水或蔬菜食品，殘留農(nóng)藥會在體內(nèi)積累，當(dāng)富

7、集到一定濃度時會對人體產(chǎn)生毒害作用，嚴(yán)重的會致癌甚至導(dǎo)致死亡，因此有必要發(fā)展一種高效、選擇性好及靈敏度高的檢測方法對環(huán)境樣品、農(nóng)產(chǎn)品等中的痕量的農(nóng)藥殘留進(jìn)行準(zhǔn)確、靈敏的檢測。
　　 本部分首次將鉑納米修飾電極用于毛細(xì)管電泳-安培檢測法來分離檢測農(nóng)產(chǎn)品中的三種氨基甲酸酯類農(nóng)藥：混殺威（2，3,5-trimethacarb）、滅殺威((3，4-dimethylphenyl) N-methylcarbamate)和滅除威(N-meth

8、ylcarbamate)的殘留。此法基于氨基甲酸酯類農(nóng)藥能在堿性條件下水解成為酚類物質(zhì)，而酚類物質(zhì)具有很好的電化學(xué)活性，可用毛細(xì)管電泳-安培檢測法分析。與裸電極相比，鉑納米修飾電極具有更大的比表面積，同時具有良好的電化學(xué)和電催化性質(zhì)，可提高對酚類物質(zhì)的響應(yīng)靈敏度，檢測穩(wěn)定。文中探討并優(yōu)化了各種影響分離測定的條件。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，三種農(nóng)藥可在5min內(nèi)完成分離測定，檢出限分別為2.2x10-8，2.8x10-8和2.2x10-8 mol

9、/L(S/N=3)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)在2.22％-3.37％范圍內(nèi)。利用此方法對農(nóng)產(chǎn)品中的這三種氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測，結(jié)果令人滿意。
　　 4.毛細(xì)管電泳-安培檢測法測定甲狀腺激素的方法研究及其應(yīng)用（第四章）
　　 甲狀腺激素由甲狀腺分泌，能促進(jìn)心肌、骨骼肌和腎臟等的能量代謝及蛋白質(zhì)在體內(nèi)的合成，同時還能平衡體內(nèi)正常的糖代謝、脂代謝和水代謝等生理活動。某些環(huán)境污染物（內(nèi)分泌干擾物）作用于機(jī)體后將影響甲狀腺素

10、的正常分泌，引起甲狀腺干擾效應(yīng)。對甲狀腺素的準(zhǔn)確、靈敏測定，有助于對內(nèi)分泌干擾物的進(jìn)行有效地篩選
　　 本文利用毛細(xì)管電泳-安培檢測聯(lián)用技術(shù)，建立了一種簡便、快速、靈敏的分離測定甲狀腺素(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3)的方法。以300 um碳圓盤電極為工作電極，在+1.05 V（vs.Hg/Hg2C12，3mol/L KC1）的檢測電位下，0.05 mol/L的硼砂-NaOH(pH11.3)的緩沖溶液中，分離電壓21 kV，進(jìn)樣