鲁米诺-H2O2发光体系的研究与应用.doc

鲁米诺-H2O2发光体系的研究与应用第24卷,第4期2007年7月光谱实验室ChineseJournalofSpectroscopyI砒Vo1.24,No.4July,2007三唑磷一鲁米诺一H2O2发光体系的研究与应用林旭聪郭良洽(福州大学化学化工学院福州市鼓楼区工业路523号350002)摘要研究了碱性介质中三唑磷一鲁米诺一Hz0z体系的化学发光特征,建立了三唑磷流动注射化学发光分析方法,并对反应机理进行了探讨.研究了三唑磷一鲁米诺一Hz0:体系的化学发光反应动力学,考察了pH,流速,鲁米诺一Hz0z配比等因素对化学发光的影响.在最佳条件下,过氧化氢HOO一负离子可能与三唑磷的磷原子反应生成磷的过氧化合自由基,与鲁米诺作用使得体系化学发光得到增强,3s内达到了最大值;应用于三唑磷的测定,在1.010一1.010g/mL范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为6.710一g/mL;测定蔬菜样品,三唑磷浓度分别为1.05.0g/mL时,测定回收率为82.3一108.6,测定偏差为1.6%一4.7.关键词化学发光,三唑磷,鲁米诺一Hz0z.中图分类号:0657.39文献标识码;A文章编号:1004-8138(2007)04-0729-061前言三唑磷(Triazophos),o,o一二乙基一O一1一苯基一1,2,4一三唑一3一硫代磷酸酯,属有机磷杀虫杀螨剂,对人畜中等毒性,对蜜蜂,家蚕,鱼等有毒,建立灵敏,快速,简便的三唑磷的残留量测定方法对人畜安全具有重要的意义LlJ.目前测定三唑磷有机农药残留的方法主要有气相色谱法/气质联用GCMS2,高效液相色谱法和酶抑制法力等.气相色谱和液相色谱法方法稳定,选择性好,质谱和酶分析技术检测灵敏,适用对象广泛;由于质谱仪器昂贵,成本高,酶免疫分析和抑制技术要求高,作用时间长,且酶不易保存,不利于快速检测.化学发光检测灵敏,快速,低成本,在农药残留分析上的研究应用备受关注引.近年来,基于有机磷农药对鲁米诺一HO化学发光体系的增强或抑制作用,结合流动注射技术,鲁米诺一HO非酶催化发光体系得到良好的研究与应用,蔬菜和谷物中的敌敌畏9,对硫磷1,甲基对硫磷n妇等有机农药残留的流动注射化学发光测定技术得到发展,检出限达10mlOg/mL,化学发光法在有机磷农药残留检测方面应用广泛.目前,三唑磷一鲁米诺一HzOz化学发光体系的相关研究与应用尚未见报道.因此,本文基于三唑磷在碱性介质条件下增强鲁米诺一HzOz化学发光的原理,研究了三唑磷一鲁米诺一HO体系的化学发光特征,建立了三唑磷流动注射化学发光分析方法,同时对反应机理进行了探讨,并应用于白菜中的三唑磷残留量的测定,结果良好.资助项目:”十五”国家重大专项课题(2001BA804A26)联系人,电话l(O591)87893229;Email,.ca作者简介t林旭聪(1976一),男,福建省漳州市人,讲师,从事分子光谱与环境分析.收稿日期;200706一O1;接受日期l20070611光谱实验室第24卷2实验部分2.1仪器与试剂IFFMD型流动注射化学发光分析仪(西安瑞迈电子科技有限公司)pHS一3C型精密酸度计(上海大普仪器厂);鲁米诺溶液(1.010_.mol/I):称取0.1772g鲁米诺(Sigma,USA),用6.0mI0.01mol/I的NaOH溶液溶解,用二次水定容至100mI,低温避光保存;三唑磷标准溶液(6.510_.g/mL):称取0.0065g三唑磷(Sigma,USA),4.0mI甲醇溶解,用去离子水定容至100mL,使用时用去离子水稀释;Na:B4O一NaOH缓冲溶液(pill2.1);H:O:每次实验时重新配置;实验用水均为超纯去离子水,试剂均为分析纯.2.2样品制备提取:称取白菜样品15.0g,加入30mI乙腈,匀浆过滤,用30mL乙腈淋洗残渣,滤人装有6.0gNaCl的100mL具塞刻度量筒,振荡,静置10min,移取上层清液10mI,浓缩N:吹干,用甲醇定容2.0mL.净化:用5mI正己烷,丙酮淋洗弗罗里硅土层析柱,加入样品提取液,用10mI乙腈洗脱,N:吹干,甲醇水溶液(甲醇:水-4:96)定容10mI,待测.2.3实验方法反应装置如图1所示,仪器采样体积为100/zI,阀池距离为5.5cm.鲁米诺和过氧化氢经泵先混合后由载液推动通过六通阀,注入T形阀与样品混合,快速进入发光池检测,以峰高进行定量.鲁米诺H()2载液样品图1流动注射化学发光分析流程图丁T型三通器;PMT光电倍增管;R记录器.3结果与讨论3.1发光反应动力学实验研究了三唑磷与鲁米诺一HzOz的化学发光反应动力学.在静态发光分析中,如图2,三唑磷一鲁米诺一HzOz体系化学发光反应快速,3s内达到最大化学发光强度,化学发光快速.采用流动注射化学发光系统对三唑磷增强鲁米诺一HzOz体系化学发光进行研究,三唑磷能有效地增强鲁米诺一HzOz体系产生化学发光,如图3,加入浓度为2.510g/mL三唑磷,鲁米诺一H:O:体系化学发光显着增强,发光强度增大了约89倍,且发光半峰宽相近,发光稳定,具有较高的灵敏度.第4期林旭聪等t三唑磷一鲁米诺一H2O2发光体系的研究与应用时间r/O.05s想萋:.时Ijt/O.05s图2鲁米诺一HzOz一三唑磷静态发光曲线图3鲁米诺一H.O.一三唑磷流动注射发光谱图-鲁米诺l1.010一mol/LH202.0.30mol/L鲁米诺:1.010一mol/L;H202:0.30mol/L三唑磷:2.510g/mL.三唑磷:(1)0;(2)2.510g/mL.3.2反应介质及pH影响在碱性介质下,考察了NaHCO.一NaOH,Nail.PO一NaOH,NazBO一NaOH三种碱性缓冲液在pHl1.513.0范围内对鲁米诺一过氧化氢一三唑磷体系发光增强值的影响,图4表明,Na.BO一NaOH缓冲液中发光增强值最大.当pH小于12.1时,体系化学发光强度随着pH的增大而增强,并在pH12.1时达到最大值.3.3过氧化氢浓度影响如图5所示,在0.100.30mol/L范围内,体系发光增强值随着H.O.的加入量增大而增强,当H.0.的浓度为0.30mol/I时,鲁米诺一过氧化氢一三唑磷体系具有最大的化学发光增强值;随着H:0:的加入量的继续增大,体系发光背景增强,发光增强值降低.实验选择0.30mol/I作为HzOz的最优浓度.pH图4介质及pH值对发光强度的影响鲁米诺l1.010一mol/L;H202l0.30mol/L;流速l2.1mL/min;三唑磷l6.510-g/mL.Na2B407-NH;NaH2PO一NaOH;NaHCO3一NaOH.H202/toolL图5过氧化氢浓度对发光增强值的影响鲁米诺l1.010一mol/L;流速:2.1mL/min;三唑磷l6.510g/mL;缓冲液:Na2BO7一NaOH(pH=12.1).OOO0枷咖鲫瑚西光谱实验室第24卷3.4鲁米诺浓度优化在浓度为1.010一5.010mol/L范围,研究了鲁米诺对发光增强值的影响.实验发现,随着鲁米诺浓度的增大,体系化学发光强度随之增大;如图5所示,当鲁米诺溶液浓度为1.010mol/L时,体系发光增强值最大.3.5流速的优化考察了泵转速在30-99r/min范围内对发光增强值的影响.随着泵转速的增大,溶液混合程度和流动速度增大,有利于反应溶液在短时间内到达发光池,逐渐实现化学发光与溶液输送的同步性,减少因输送延迟而处在发光衰减阶段检测的不利情况;当主泵转速为50r/min,鲁米诺,Ifftool?L图6鲁米诺浓度对发光增强值的影响H202l0.30m0l/L;流速l2.1mL/min三唑磷l6.510g/mL缓冲液:Na2B407一NaOH(pH-12.1).载液流速为2.1mL/min,鲁米诺一H.O.体系发光增强值最大,随后,泵速继续增大,出现溶液尚未完全发光就被推出检测池,检测的发光强度降低.故而实验选择泵流速为50r/min,流量2.1mL/mim.3.6共存离子影响考察共存物质的干扰情况,对1.OX10g/mL的三唑磷测定,在测定偏差小于5的情况下,1000倍的K,Na,NH,Ca抖,Mg抖,A1件,C1一,NO;-,col一,sol一,POi一;600倍的Zn抖;100倍的淀粉,葡萄糖不干扰测定;Pb抖,Hg抖允许存在倍数为1O倍,0.2倍Fe蚪和0.1倍Cu抖对测定具有干扰,可以通过加1.010mol/LEDTA进行掩蔽.3.7分析应用在最优条件下,对三唑磷进行测定,线性浓度范围为1.0X10一1.0X10一g/mL,线性方程为AI=4.8743C+55.952(C:10g/mL),r20.994,检出限为6.710g/mL.对1.010g/mL三唑磷的样品进行稳定性测定,RSD=2.4(一11);测定大白菜模拟样品,在加标浓度为1.0,3.O和5.0g/mL时,回收率为82.3一1O8.6,测定偏差为1.6oA一4.7%.表1白菜样品的三唑磷加标回收宰(6)4机理探讨文献表明n,有机磷酸酯农药(如甲基对硫磷,对硫磷等)单纯水解并不产生化学发光或是水解后的产物与过氧化氢一鲁米诺反应也并不能产生化学发光.有机磷农药与鲁米诺一过氧化氢体系的化学发光反应机理符合”SchoenemannReaction巾:过氧化氢氧化有机磷生成过氧化磷酸盐,过氧化磷酸盐氧化鲁米诺生成激发态的3一氨基邻苯二甲酸根离子而产生化学发光.三唑磷属有机磷酸酯农药,功能基团与对硫磷等相似,在过氧化氢一鲁米诺体系中可能的反应机理相似.具体如下所示:第4期林旭聪等;三唑磷?鲁米诺?H202发光体系的研究与应用733C2OC2Hs00,佣一czHsHHlH202/czHsO0czHs0JP00H+OH=P-O0一+H2OC2HsOC2HsO00NH200NH2000HNH20一czHs+P._o0一一一/C2H5ONH200NH20+hv0NH20czHs+P-O一+N2/C2HsO参考文献E1钟志.刘琴.顾蓓乔等.气相色谱法测定水产品中三唑磷农药残留量J1.浙江海洋学院(自然科学版),2006,25(2)t196199.23龚道新.郑丽英,杨仁斌等.水土和柑桔中三唑磷残留量的气相色谱分析方法研究口.农业环境科学,2004,23(5)t10341036.33刘永波.张明霞.薛瑞芳.GC.MS法测定多种有机磷农药残留口.环境监洲管理与技术,2005.17(5)t2326.4FrenichAG,VidaJLM,ParrilhPeta2.ResolutionofFolpet.ProcymidoneandTriazophosinHighPerformanceLiquidChromatography?DiodeArrayDetectionbyUsingPartialLeastSquaresCalibrationtoCross-SectionsofSpectrochromatogramsJ.Journa/DJChromatographyA,1997,778l183192.53韦林洪,王莲,刘曙照.稻米中三唑磷残留免疫亲合色谱?高效液相色谱分析口.中国农业科学.2006,39(5):941946.63高慧丽.康天放,王小庆等.溶胶.凝胶法固定乙酰胆碱酯酶生物传感器测定有机磷农药口.环境化学,2005,24(6):70771O.73康天放.何颖,金钰等.蔬菜中有机磷农药残留的生物传感器法检测J.环境科学与技术,2005.28(5):3740.83AdcockJL,BarnettNW,GerardiRDeta/.DeterminationofGlyphosateMono-IsopropylamineSaltinProcessSamplesUsingFlowInjectionAnalysiswithTris(2.2-Bipyridy1)Ruthenium(I)DetectionEJ.Talanta,2004,64:534537.9WangJN,ZhangC,WangHx以a2.DevelopmentofaLuminol?BasedChemiluminescenceFlow?InjectionMethodforthe734光谱实验室第24卷DeterminationofDichlorvosPesticideD.Talanta.2001?54:1185-1193?ElO3LiuxY.DuJx.LuJR.Determination0fParathionResiduesinRiceSamplesUsingaFlowInjectionCherailuminesCenceMehodJ.Luminescence.2003.18(5)l245248.113饶志明,王建宁,李隆弟等.流动注射化学发光测定甲基对流磷J.分析化学?2001?29(4)t373377?InvestigationontheTrinaryChemiluminescenceSystemofTriazophosLuminolH2O2andItsApplicationLINXuCongGuoLiangQia(ChemistryandEngineeringCollegeofFuouUniversity?Fuou350002,P?R?China)AbstractAnewmethodfortheanalysisoftriazophoshasbeendevelopedbythechemiluminescencecoupledwithflowinjection.CharacteristicsofthetrinarysystemoftriazophosluminolH2O2wereinvestigated,andthemechanismofsuchasystemwasalsodiscussed.Inthiswork,thechemiluminescencedynamicsoftriazophosluminolH2O2wasachieved,andtheeffectsofpHvalues,flowrate,andtheratioofluminolandH2O2onthechemiluminescencewerestudied.Undertheoptimumconditions,theperoxyphosphorusactivegroupmightbeformedwhentheHO0一negativeionreactedwiththephosphorusatomoftriazophos.Thechemiluminescenceofluminolwasthenenhancedremarkablyanduptothemaximumwithin3seconds.Intheanalysisoftriazophos,asatisfactoryresultwasobtained.Agoodcalibrationcurverangedin1.010