[发明专利]基于酶抑制反应的汞化合物检测条

说明书

本发明属分析测试技术领域，涉及一种利用酶抑制显色反应进行定量分析汞化合物的检测条的研制。检测条由聚脂膜载体、反应区两部分组成，反应区包括一片固定有脲酶的醋酸纤维素膜和一片吸附了尿素及海藻糖的精密pH试纸。使用时，直接将检测条插入要检测的样品溶液中，使溶液没过反应区，两分钟后，可以在pH试纸的边缘看到兰色环出现，随着反应的进行，兰色环逐渐向中心膨胀，反应区完全变兰的时间与样品溶液中汞离子的浓度成正相关。本检测条的特点是灵敏、特异性高、成本低廉和使用方便。本检测条适用于环境水样中汞离子的痕量检测。

本技术领域的背景和发展现状大致如下：目前对环境水样中汞离子的检测主要通过原子吸收光谱、原子发射光谱等方法实现。这些方法虽然具有很高的灵敏度和准确性，但是需要昂贵的大型仪器，复杂的样品前处理过程，对操作人员的要求也比较高，都使其难以用于环境样品的现场检测。为解决这一难题，简单灵敏的酶抑制分析法被用于汞的检测。常用的酶有脲酶、过氧化物酶、葡糖氧化酶等，其中脲酶是研究最多的一种酶，样品中汞的测量主要通过酶促反应导致的颜色、荧光、电化学特性的变化来实现。一般说来，这些方法都具有较高的灵敏度和选择性，操作也比较简单。但是由于环境样本中基质的干扰，这些方法大多数不能用于环境样本的直接检测，仍需要对样品进行适当前处理。而本发明则不需要对样品进行复杂的前处理，不需要精密的仪器设备，使用者也无需掌握特别的专业技能。有关这方面的文献可参见：

(1)W.L.Clevenger,B.W.Smith,and J.D.Winefordner,

   Crit.Rev.Anal.Chem.,1997,27(1),1-26

(2)L._rgan and G.Johansson,Anal.Chim.Acta.,1981,

   125,45-53

(3)C.Preininger,Mikrochim.Acta,1999,130:209-214

(4)T.N.Shekhovtsova,S.V.Chemetskaya,Anal.Lett.,

   1994,27(15)2883-2898

(5)Amine A.,Cremisini C.,Palleschi G.,Mikrochim Acta,

   1995,121,183-190

本发明的目的是提供一种依据酶抑制反应和毛细作用原理的灵敏的汞离子检测条，该检测条可以直接对液体样品进行检测，其稳定性和重复性可以满足定量分析的要求。

本发明的技术方案是通过下述方式实现的：图1是这种检测条的示意图。图中a为聚脂膜载体，b为反应区，反应区有1、3两层膜组成。1是醋酸纤维素膜，在与3接触的一面吸附固定了一定量的脲酶。3是一片精密pH试纸，上面预先吸附了一定量的尿素及添加剂海藻糖或葡聚糖。反应区用粘性透明塑料4密封，在醋酸纤维素膜一面的粘性透明塑料上留一直径为1-1.5毫米的小孔2作为进样口。使用时，将检测条插入液体样品中，由于醋酸纤维素膜的毛细作用，溶液通过进样口迅速扩散浸透醋酸纤维素膜，溶液中的大尺寸基质被醋酸纤维素膜过滤而无法进入反应区，而小分子的无机或有机汞则进入反应区与脲酶上的巯基基团结合，使酶的活性受到抑制。扩散到醋酸纤维素膜边缘的溶液渗透到pH试纸的毛细管中，然后在pH试纸上由边缘向中心扩散，使上面预先吸附的尿素溶出，溶出的尿素再扩散到醋酸纤维素膜上，并被脲酶以下列方式催化水解：OH^-的产率与脲酶受抑制的程度成反比。由于尿素先由pH试纸边缘析出，所以OH^-首先在pH试纸的边缘生成，使pH试纸四周先显兰色，形成兰色环套黄色色斑的现象。图2是分别在检测条插入样品溶液后11分钟、13分钟、14分钟所拍摄的照片，编号依次为A、B、C。由图2可见，随着反应的进行，兰色环逐渐向中心扩展，而黄色色斑逐渐缩小。以反应区黄色色斑完全消失作为反应终点，从检测条插入样品到反应终点的时间与样品中汞的含量成正相关。根据显色反应时间，从预先绘制好的时间-浓度曲线上即可得到样品中汞离子的含量。

表1列出了本发明与常规的光谱方法(冷蒸汽原子吸收光谱，CV-AAS；冷蒸汽原子荧光光谱，CV-AFS)的比较，通过比较可以看出，本发明操作简单，易于推广，可以和光谱方法互为补充，对环境水样中的汞污染状况进行有效的现场监测。