基于微流控芯片的次氯酸钠化学发光在线检测及其发光增敏作用的研究论文.pdfVIP

2010年微纳尺度分离和分析技术学术会议暨第六届全国微全分析学术会议 基于微流控芯片的次氯酸钠化学发光在线检测 及其发光增敏作用的研究 * 宋小莉 沈宏 殷学锋 浙江大学化学系 微分析系统研究所 杭州 310058 次氯酸钠是工农业生产和日常生活中常见的强氧化剂，广泛用于自来水消毒、污水处理、 造纸、化学合成以及医药卫生和防疫等各个领域。目前，国家标准对作为消毒剂的次氯酸钠 的含量测定是通过分析其中有效氯而间接测定的[GB/T 19106 -2003]。 采用鲁米诺化学发光法，可直接测定水中次氯酸钠的含量。该化学发光体系，主要是依 靠氧自由基ClO-对鲁米诺的氧化作用产生化学发光反应的。与其他化学发光反应比较，该反 应速度快，在 300 ms左右即达到发光最大值[1] 。若采用一般商品化仪器检测，混合发光溶液 尚未进入检测器，便可能已超过发光最大值的时间，不利于检测。本实验中，我们采用双螺 旋微流控芯片的在线混合法，将PMT检测器置于整片芯片下，可将混合、发光过程完全记录 下来。在考察基于微流控芯片的次氯酸钠化学发光体系过程中，我们还首次发现了荧光桃红 B对次氯酸钠-鲁米诺化学发光体系的增敏作用。 微量注射泵持续引入发光试剂鲁米诺溶液（空白或含有增敏剂荧光桃红B溶液），顺序 注射泵定量引入次氯酸钠溶液，在螺旋型通道中混合，通过光电倍增管置于暗室中在线检测， [2] 即实验装置包括微流控芯片、微量注射泵、顺序注射泵及相关控制设备、光学检测设备 。 我们考察了微量注射泵流速，顺序注射泵流速以及进样量对实验的影响。螺旋型混合通 道的混合类型包括扩散和二次流混合。流速低（Re1 ）时，以扩散混合为主；流速升高 [3] 。本实验中，我们对流速 （Re10 ），二次流混合在混合中的比重逐渐升高，混合效果增强 进行优化，分别对 30、40 、50 μL / min进行测定，其中以 40 μL / min效果为最优。顺序注射 泵进样速度也对混合过程产生影响，进样量为 20 μL ，分别对进样时间 12、15、20 s进行比 较，12s为最优，但进样速度过快对造成芯片内部压力过大，导致漏样，故选用 12 s作为顺 序注射泵的进样时间。顺序注射泵进样量恒定，样品载流比决定样品进样量，我们对 2:18 、 3:17、4:16 分别测定，确定 3:17 为最优比。实验中我们还研究了不同浓度下荧光桃红B对同 一浓度次氯酸钠与鲁米诺溶液化学发光情况的影响（Fig.1 （a ））。发现当荧光桃红B 的浓度 达到 5 × 10-5 mol / L 时，基本达到增敏最大效果。 结果：本实验最优条件：微量注射泵进样速度为 40 μL / min ，顺序注射泵进样20 μL所 需时间为 12 s，顺序注射泵样品载流比为4:16 。在荧光桃红B浓度为 5 × 10-5 mol / L 时，对 次氯酸钠-鲁米诺化学发光反应的进行线性测定。我们对鲁米诺（空白或含有增敏剂荧光桃 红B溶液）与次氯酸钠反应的标准曲线进行测定，并比对Fig.1 （b ）。在荧光桃红B增敏作用 下，次氯酸钠-鲁米诺化学发光体系检测灵敏度远远好于空白对照，次氯酸钠的检测限从 15× -6 mol / L下降至 5× 10-6 mol / L 。鲁米诺溶液（空白或含有增敏剂荧光桃红B溶液）与次氯 10 酸钠溶液在微流控芯片上反应产生的发光信号，相对标准偏差分别为 2.57 %和 4.20 % （n=10 ）。 由此，我们可以知道利用双螺旋通道微流控芯片对次氯酸钠增敏作用进行在线检测，灵 敏度高，检测限低，检测速度快，操作简单，样品消耗量低，采用在线检测方式，优于一般 商品化仪器，具有广泛的应用价值。 通讯联系人：沈宏， 地址：浙江大学紫金港校区化学实验中心 102 室 电子邮箱：sh