一种测定全氟辛酸含量的方法_3

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[0101] 图7为利用本发明装置测定PFOA含量的工作曲线图。
[0102] 附图标记说明
[0103] 1、待测样品溶液池;2、数字电极系统;3、极谱式P02电极;4、生物数字膜片;5、固 定件;6、通道;7、Ag-AgCl阳极;8、钼金阴极;9、电解质溶液;10、透氧薄膜;11、玻璃管;12、 加固环箍;13、导线;14、数据处理系统;15、塑料套管;16、信号放大器;17、控制器;18、显 示器;19、打印机。
【具体实施方式】
[0104] 下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而 更为清楚。但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术 人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式 进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
[0105] 下述实施例中的方法,无特别说明,均为常规方法。下述实施例中的百分含量,无 特殊说明,均为质量百分含量。
[0106] 实施例1配制缓冲溶液
[0107] 精确称取1795mg的Na2HP04. 2H20于500mL容量瓶中,加入无水甲醇稀释并定容至 500mL,配制成0. 01M的Na2HP04缓冲溶液;
[0108] 精确称取1365mg的KH2PO# 1000mL容量瓶中,加入无水甲醇稀释并定容至 1000mL,配制成0. 01M的KH2P04缓冲溶液;
[0109] 按照体积比为4 :1的比例将KH2P04缓冲溶液、Na2HP04缓冲溶液混合均勾,配制成 pH为6. 48的0? 01M的磷酸盐缓冲溶液。
[0110] 实施例2配制PF0A标准溶液
[0111] 精确称取50mg的PF0A标准样品(分析纯,纯度彡98%,购自加拿大Wellington Laboratories)于1L的容量瓶中,加入pH为6. 48的0. 01M的磷酸盐缓冲溶液,并定容,然 后搅拌均匀,配制成浓度为50mg/L的PF0A母液;
[0112] 分别精确吸取适量的PF0A母液4份,然后向4份PF0A母液中分别加入pH为6. 48 的0. 01M的磷酸盐缓冲溶液,分别稀释20倍、10倍、5倍、1倍,制得浓度分别为2. 5mg/L、 5mg/L、10mg/L、25mg/L的PF0A标准溶液。
[0113] 实施例3制备数字电极膜片
[0114] 1、菌种的放大培养
[0115] 1-1、将市售枯草芽孢杆菌BacillussubtilisXZI125 (购自中国微生物菌种保 藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC),菌种保藏编号:CGMCCNo. 1747)活化后接种 于放大培养基中,于25 ± 2 °C下在恒温培养箱内静置培养7-8天,进行放大培养,获得放大 培养枯草芽孢杆菌,其中放大培养基为:牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl5g、琼脂粉15g,蒸馏 水1000mL,pH自然,1X105Pa高压灭菌30min,充分摇匀后分装于平皿中,冷却后4°C保存备 用;
[0116] 1-2、将放大培养枯草芽孢杆菌菌落挑入液体培养基中,于25 ± 2 °C下,在摇床上震 荡(振荡频率:l〇〇rpm)培养48h后,用移液管移出菌落,进行离心处理(1000rpm,2min), 去除上清液,获得枯草芽孢杆菌湿菌体200mL,湿重0. 15kg,枯草芽孢杆菌湿菌体浓度为 3.OX104CFU/mL,其中震荡培养过程中的液体培养基为:牛肉膏(0. 3% )、酵母汁(0. 3% )、 蛋白胨(0. 3% )、葡萄糖10 (1. 0% ),蒸馏水1000mL,混合均匀后用1:4硫酸(分析纯,H2S04 含量95.98% )调节pH= 6,保存备用)。
[0117] 本发明枯草芽孢杆菌湿菌体的浓度除了 3.0X104CFU/mL之外,其他浓度 3.OX103-3.OX105CFU/mL均适用于本发明。本发明实施例中以枯草芽孢杆菌的浓度为 3. 0X104CFU/mL为例进行说明。
[0118] 2、包埋法制作数字电极膜片:
[0119] 2-1、向烧杯中放入上述枯草芽孢杆菌湿菌体(50mL),加入纤维素(50mg)、101担 体(50mg)、6201担体(20mg),用玻璃棒充分搅匀后,将混合均匀的菌体-纤维素-担体混合 物平铺在玻璃板(lOOcmX100cm)上,用玻璃棒碾平,制成厚度为0. 2-0. 5mm(优选为0. 3mm) 的平面湿膜片;
[0120] 2-2、将平面湿膜片置于30±1°C的通风箱中自然风化至少24h(优选为24-48h), 即干燥固定处理至少24h(优选为24-36h),然后放入冰箱(4°C)保存20-30h(优选为24h), 获得平面干膜片;
[0121] 2-3、将平面干膜片用适量磷酸盐缓冲溶液(0.Olmol/L,pH6. 48)润湿后,切割成 适合安装于铂金电极顶部尺寸的圆形薄膜,即得生物数字电极膜片4。
[0122] 3、改良P02电极的制备
[0123] 将圆形生物数字膜片4贴于P02%极的透氧薄膜(聚四氟乙烯膜)10的表面,然后 装上固定件5并固定,制得改良极谱式P02电极(即本发明的数字电极系统2),溶液中的氧 气(〇2)经过聚四氟乙烯膜(即透氧薄膜)到达铂金阴极8表面,02不断地被还原,PF0A物 质不断地被氧化。氧化还原反应在阴阳极之间产生响应电流,其强度与PF0A浓度成正比。
[0124] 将装配好的改良极谱式P02电极置于含有PF0A的磷酸盐缓冲溶液中,静止放置 24h,即对改良?02电极活化24h,然后再进行测定,其中PF0A在磷酸缓冲溶液中的浓度为 l-5mg/L,优选为 3mg/L。
[0125] 实施例4
[0126] 如图1、2、3所示,本发明测定空气中全氟辛酸(PF0A)浓度的装置包括待测样品存 放系统、数字电极系统、数据处理系统。
[0127] 其中,待测样品存放系统由待测样品溶液池1组成,待测样品溶液池1为顶端开 口、底部和四周密封的容器,待测样品溶液和所述的数字电极系统2放置于待测样品溶液 池1的内部。
[0128] 本发明的待测样品溶液池可以为顶端开口的任何形状的容器,例如圆柱体形、正 方体形、长方体形、棱柱体形等,本发明【具体实施方式】中待测样品溶液池选用圆柱体形,其 内部盛放含有PF0A的溶液。
[0129] 其中,数字电极系统2为测定全氟辛酸含量的数字电极,即改良极谱式?02电极 (改良溶解氧电极)。所述测定全氟辛酸含量的数字电极(如图2)包括极谱式P02电极(溶 解氧电极,如图3) 3、生物数字膜片4和将生物数字膜片固定在所述极谱式P02电极底部的 固定件5,并且固定件上开设有供溶液自由通过的通道6,通道的大小与极谱式电极顶端截 面积和数字电极膜片截面积的大小相关,其对应关系为:数字电极膜片截面积=0.9X极 谱式电极顶端截面积;通道面积=〇. 8X数字电极膜片截面积,固定件5如图4、5所示。
[0130] 所述极谱式P〇2电极3包括:Ag-AgCl阳极7、铂金阴极8、电解质溶液9、透氧薄膜 10、玻璃管11、加固环箍12和电流输出导线13,玻璃管11内设有电解质溶液9,所述铂金阴 极8和Ag-AgCl阳极7均设于所述玻璃管11内部,所述钼金阴极和Ag-AgCl阳极的一端均 伸入所述电解质溶液9中、且另一端与数据处理系统14的信号放大器16通过导线13相连 接,所述透氧薄膜设于所述玻璃管11的下部。
[0131] 在所述玻璃管11的两端开口,其外表面套接塑料套管15,塑料套管15的内径与所 述玻璃管11的外径相匹配,且二者同轴,长度相同且两端对齐,塑料套管套接在所述玻璃 管的外面,并通过加固环箍12与所述玻璃管11紧密结合,塑料管的两端开口。
[0132] 透氧薄膜10包裹在塑料套管11的底部;加固环箍12设置在透氧薄膜的外面,将 透氧薄膜10严密包裹的塑料套管15、玻璃管11的底部箍紧。
[0133] 生物数字膜片4通过固定件5固定在所述极谱式?02电极底部,即固定件5将生 物数字膜片4固定于极谱式P02电极3的透氧薄膜10的下表面。
[0134] 将改良极谱式P02电极放置于溶液中,溶液通过固定件5上的通道6穿过生物数 字膜片4、PO#极的透氧薄膜10到达其铂金阴极8表面,在极化电压下发生电化学反应, 溶液中的〇2不断地被还原,阳极PF0A物质不断地被氧化。氧化还原反应在阴阳极之间产 生响应电流,其强度与PF0A浓度成正比。
[0135] Ag-AgCl阳极7与铂金阴极8在极化电压的作用下通过电解质溶液9构成测量回 路,在这个过程中阴阳两极发生的反应如下所示:
[0136] 阴极 02+4e- 202-
[0137] 202>H20 - 40H-
[0138] 阳极PFOA+OH? -C02t+H20
[0139] 氧的还原反应使得阴阳两极之间产生响应电流。根据法拉第定律:流过电极的电 流强度与氧分压成正比。数字电极系统中产生的响应电流的大小与待测样品溶液中的氧或 污染物质(PF0A)浓度高低成正比。
[0140] 本发明实施例中所述透氧薄膜10选择聚四氟乙烯膜,所述固定件5选择塑料盖帽 (如图4、5所示),塑料盖帽的中央具有供溶液穿过的通道6,其他任何结构的只要是能将所 述的生物数字膜片与所述的极谱式?〇 2电极的聚四氟乙烯膜表面固定在一起即适用于本发 明,例如非水溶性材料紧固件。
[0141] 玻璃管11的内部装有电解质溶液9(例如K0H溶液)。
[0142] 如图6所示,所述数据处理系统14包括信号放大器16和控制器17,信号放大器 16与控制器17通过导线13连接。信号放大器接收从数字电极系统传
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