本发明涉及检测技术，具体涉及离子液体修饰磁颗粒在检测微量或痕量铜离子中的应用。
背景技术：
铜是一种广泛存在于地壳和海洋中的金属元素,从生理学的角度讲，所有动物和植物的生存和进行正常的生理机能都需要它。世界卫生组织建议，为了维持健康，成人每公斤体重每天应摄入0.03毫克铜，孕妇和婴幼儿应加倍；常用的铜测定方法有分光光度法、原子吸收法、比色法等。分光光度法操作简单，方便快捷，但灵敏度不佳。若结合一定的的分离富集手段，可大幅度提高分光光度法的灵敏度。铜试剂(二乙基二硫代氨基甲酸钠,ddtc)在氨性条件(ph＝8-10)下与微量铜离子可以生成一种浅黄色的络合物，采用分光光度法对铜离子进行定性定量测定，但该方法对样品中微量或痕量的铜离子无法达到检测的目的。离子液体具有熔点较低，不挥发、蒸汽压小、性质稳定、阴阳离子结构可调等特点，研究结果表明其对许多物质有较强的溶解或富集能力。
技术实现要素：
为了解决现有技术的不足，本发明提供了离子液体修饰磁颗粒在检测微量或痕量铜离子中的应用。
本发明的技术方案是：离子液体修饰磁颗粒在微量或痕量铜离子检测中的应用。
本发明的进一步改进包括:
所述的应用，具体包括：配置样品的显色溶液，以磁颗粒富集后去除上层水溶液，磁颗粒经洗脱后得到洗脱液；用紫外分光光度法测定富集后的洗脱液的吸光度，其工作曲线对应的方程式为y＝1.7966x+0.0404，其中y是测得的吸光度，x是铜离子浓度，该浓度单位是ug/ml。
所述的应用，取样品溶液于250ml容量瓶中，加入5mlph＝10.0的缓冲液、4ml络合剂、6mlddtc，用去离子水定容制得显色容易；取显色溶液于烧杯中，加入磁颗粒，超声混合后磁分离,弃去上层水溶液，加入2ml正己烷洗脱多次，用0.45um有机系滤膜过滤至定量瓶中，用正己烷定容至4ml，在波长为435nm处，以正己烷作参比，用紫外分光光度法测定离子相的吸光度。
所述的应用，所述磁颗粒是以四氧化三铁为磁性载体,表面用离子液体1-辛基-3-(三乙氧基硅丙基)咪唑六氟磷酸盐修饰的磁颗粒。
所述的铜离子检测范围是0.02-0.40ug/ml。
所述的应用中所述磁颗粒的结构式为：
本申请以正己烷作为洗脱剂，以离子液体1-辛基-3-(三乙氧基硅丙基)咪唑六氟磷酸盐修饰的四氧化三铁(fe3o4)磁颗粒作固定相萃取富集水样中的微量铜离子，优化富集条件，提高回收率,检测灵敏度可提高100倍。本申请以离子液体1-辛基-3-(三乙氧基硅丙基)咪唑六氟磷酸盐修饰的离子液体为吸附剂，用外加磁场来控制磁颗粒的回收，提出了对铜离子含量测定的一种高效，便捷，高灵敏度的富集检测方法。
附图说明
图1是cu-ddtc络合物在水溶液中的紫外可见吸收光谱。
图2是cu-ddtc络合物在正己烷洗脱液中的紫外可见吸收光谱，以正己烷作参比。
图3是不同体积显色溶液对磁颗粒富集铜的影响。
图4是不同mnp用量对磁颗粒富集铜的影响。
图5是超声时间对磁颗粒富集铜的影响。
图6是磁分离时间对磁颗粒富集铜的影响。
图7是洗脱次数对磁颗粒富集铜的影响。
图8是富集前水溶液工作曲线。
图9是富集后洗脱液工作曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做详细说明。
实施例1
实验仪器
722可见分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司)，104电子分析天平(梅特勒—托利多仪器有限公司)，科导超声仪kudos(ultrasoniccleaner)，无菌注射器5ml(河南曙光健士医疗器械集团有限公司)，spb-3全自动空气源(北京惠普分析技术研究所)，移液枪，石英比色皿，150ml烧杯，2ml,5ml,10ml移液管等。
实验试剂
二乙基二硫代氨基甲酸钠sodiumdiethyldithiocarbamatre(ddtc)(上海试剂三厂，分析纯)，柠檬酸钠(北京双环化学试剂厂，分析纯)，乙二胺四乙酸二纳ethylenediaminetetraaceticaciddisodiumsalt(edta)(天津市科密欧化学试剂有限公司，分析纯)，正己烷(天津市科密欧化学试剂有限公司，分析纯)，氨水(天津市天力化学试剂有限公司，分析纯)，硫酸(洛阳市化学试剂厂,分析纯)。
cu2+标准溶液的配制：99.98％铜片用硝酸洗净表面的氧化物烘干，称取0.0508g用浓硝酸溶解，稀释至500ml，此溶液的浓度100ug/ml的储备液，工作溶液由此溶液逐步稀释制的，本实验所采用的的浓度为10ug/ml，即用10ml移液管准确移取至100ml容量瓶中，并用去离子水定容。
实验方法
cu-ddtc显色溶液制备
取一定体积的cu2+标准溶液于250ml容量瓶中，加入5mlph＝10.0的缓冲液、4ml络合剂、6mlddtc，用去离子水定容。在波长为455nm处用紫外分光光度法测水相的吸光度。
反应方程式：
离子液体修饰的磁颗粒富集铜络合物
取一定体积的显色溶液于烧杯中，加入一定量的磁颗粒，超声混合后磁分离,弃去上层水溶液，加入2ml正己烷洗脱多次，用0.45um有机系滤膜过滤至定量瓶中，用正己烷定容至4ml，在波长为435nm处，以正己烷作参比，用紫外分光光度法测定洗脱液的吸光度。
cu-ddtc紫外-可见吸收光谱
将配制好的cu-ddtc的显色络合物溶液，并按上述方法进行络合物的磁颗粒富集及洗脱实验，分别得到cu-ddtc络合物在水相及正己烷相中的紫外可见吸收光谱，如图1,2所示。
由图1可知，cu-ddtc络合物的最大吸收波长为455nm，吸光度0.06左右，由图2可知，cu-ddtc富集后的最大吸收波长为435nm，吸光度0.35左右，说明富集后的吸光度明显增加且最大吸收波长出现红移。
实施例2
不同体积显色溶液对磁颗粒富集铜的影响
按照实施例1方法配置cu-ddtc的显色液(其中取10ug/mlcu2+标准溶液5ml)，用去离子水定容到250ml的容量瓶中。分别取此显色液10、20、30、40、50、100、200ml显色溶液于烧杯中，按照实施例1方法进行磁颗粒的富集及洗脱实验，洗脱液测其吸光值，显色溶液体积对吸光度的影响如图3所示。由图3可知，显色液体积为10-100ml时，洗脱液的吸光值不断升高，但是当v显≧100ml时，富集后的吸光值无明显增加趋势，表明显色液体积为10-100ml时磁颗粒在不断吸附cu-ddtc形成的络合物，而v显≧100ml后一定重量的磁颗粒吸附cu-ddtc络合物的量已达到饱和，无法在吸附过多的络合物，所以显色液体积为100ml时已达到最大吸附量，为显色溶液的最优体积。
实施例3
mnp用量对磁颗粒富集铜的影响
按照实施例1方法配置cu-ddtc的显色液(其中取10ug/mlcu2+标准溶液5ml)，用去离子水定容到250ml的容量瓶中。取100ml显色体系，分别取mnp0.02、0.05、0.1、0.2g，按照实施例1的方法进行磁颗粒的富集及洗脱实验，洗脱液测其吸光值，mnp用量对吸光度的影响如图4所示。
从图4可以看出，随着mnp用量的增加，富集后溶液的吸光度明显增大，说明离子液体修饰的磁颗粒对cu-ddtc络合物有较强的吸附富集能力。为0.05和0.1g时a吸相差0.1，a吸不随着mnp的量成比例变化，磁颗粒用量为0.2g时吸光值接近0.8,已达到分光光度法的吸光度定量上限，综合考虑mnp用量与效率的关系，得到mnp的量为0.05g最合适。
实施例4
超声时间对磁颗粒富集铜的影响
按照实施例1方法配置cu-ddtc的显色液(其中取10ug/mlcu2+标准溶液5ml)，用去离子水定容到250ml的容量瓶中。取100ml显色体系、0.05g磁颗粒，超声时间分别为2、5、10、20、30min，按照实施例1的方法进行磁颗粒的富集及洗脱实验，洗脱液测其吸光值，超声时间对吸光度的影响如图5所示。
由图5可知，超声时间为2-20min时，洗脱液的吸光度一直上升，30min与20min的吸光度相持平，由于萃取是一种传质过程，超声时间对cu(ii)的回收率都有很大的影响，超声使两溶剂相之间最大限度地接触，从而协助质量传递，使磁颗粒与cu-ddtc形成的络合物更好的混合，使富集效率更高，说明在20min时吸附平衡，反应不再向正反应方向进行，优化得到超声时间为20min。
实施例5
磁分离时间对磁颗粒富集铜的影响
按照实施例1方法配置cu-ddtc的显色液(其中取10ug/mlcu2+标准溶液5ml)，用去离子水定容到250ml的容量瓶中。取100ml显色体系、0.05g磁颗粒、超声时间为20min，磁分离时间分别为10、20、30、40、50min，按照实施例1的方法进行磁颗粒的富集及洗脱实验，洗脱液测其吸光值，磁分离时间对吸光度的影响如图6所示：
由图6可知，10-30min时，洗脱液的吸光度在不断增加，但30-50min时吸光度相持平。磁颗粒吸附cu-ddtc形成的络合物后，强力磁铁可以牢牢吸引磁颗粒，使磁颗粒与水相分离，理论上磁分离时间越长，分离效果越好，但30min时上层水溶液的吸光值几乎为0，且30-50min时吸光度不再大幅度增加，也就是说磁颗粒对cu-ddtc吸附已经达到最大值。综合考虑，得到优化磁分离时间为30min。
实施例6
洗脱次数对磁颗粒富集铜的影响
按照实施例1方法配制cu-ddtc的显色液(其中取10ug/mlcu2+标准溶液5ml，用去离子水定容到250ml的容量瓶中。取100ml显色溶液、0.05g磁颗粒、超声时间为20min、磁分离时间为30min，正己烷洗脱次数分别为1、2、3、4次，按照实施例1的方法进行磁颗粒的富集及洗脱实验，洗脱液测其吸光值，洗脱次数对吸光度的影响如图7所示：
由图7可知，洗脱次数为1-3次时，洗脱液的吸光度在不断增加，3-4次时吸光度有小幅度的上升，洗脱4次时洗脱液为透明色。cu-ddtc形成的络合物溶于正己烷，加入正己烷使cu-ddtc形成的络合物从磁颗粒上洗脱下来，洗脱次数影响富集量，由图7可知洗脱次数为4次时已经洗脱完全，优化得到的次数为4。
实施例7
工作曲线
富集前显色溶液工作曲线
按照实施例1方法配制cu-ddtc的显色液。在波长为455nm处用紫外分光光度法测显色液的吸光度，其工作曲线如图8所示，其线性回归方程为y＝0.1388x+0.0130(其中y是测得的吸光度，x是铜离子浓度，该浓度单位是ug/ml),线性范围为0.5-2.0ug/ml，相关系数r2＝1.000。
富集后洗脱液工作曲线
按照实施例1方法配制cu-ddtc的显色液，分别取显色液100ml于150ml的烧杯中，再加入0.05g磁颗粒超声20min后磁分离30min，用2ml的正己烷洗脱4次，浓缩定容至4ml，在435nm处以正己烷作参比测吸光值。其工作曲线如图9所示，其线性回归方程为y＝1.796x+0.0404(其中y是测得的吸光度，x是铜离子浓度，该浓度单位是ug/ml),线性范围为0.02-0.40ug/ml，相关系数r2＝0.9991。由图8及图9可以发现离子液体修饰磁颗粒可以显著富集水溶液中的cu-ddtc络合物，线性范围降低了25倍，灵敏度提高了100倍。
本发明提出了用离子液体修饰磁颗粒富集微量铜离子的一种新方法，该方法绿色环保，方法简洁，耗时短，效率高。提出了离子液体修饰磁颗粒富集铜离子的优化条件，其中显色液体积100ml，磁颗粒用量0.05g，超声时间20min，磁分离时间30min，正己烷洗脱4次为萃取富集铜的最优条件，并将该方法用于水样中微量铜的富集，平均回收率为90.9％。在实验过程中观察到不同浓度的铜标与等量的铜试剂反应形成络合物颜色的深浅，这也反应出正反应进行的程度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。