一种高选择性检测铜（II）离子的试纸及其制备方法技术

本发明专利技术属于分析化学领域，具体涉及一种高选择性检测铜(II)试纸及其制备方法和应用。本发明专利技术所述的试纸，便于携带，制备简单，经济可行，只需将普通浅黄色A4纸浸泡于所制备的新型腙类化合物溶液中。基于该试纸的检测方法简便，仅需将含铜离子溶液滴加在试纸表面，待其干燥后，即可用肉眼观察检测结果，并且其它常见金属离子无明显干扰。此外，加入过氧化氢作为催化剂后，大大提升了试纸的检测灵敏度，直接用肉眼能够观察到5.0μmol/L的铜离子显色。本发明专利技术所提供的试纸制备及检测方法无需依赖大型仪器，便于携带，大大降低了检测成本，且对铜离子具有高选择性，有望普及应用于铜离子现场筛查。

【技术实现步骤摘要】
一种高选择性检测铜(II)离子的试纸及其制备方法
本专利技术涉及分析化学领域，具体涉及一种高选择性检测铜(II)试纸及其制备方法和应用。
技术介绍
铜离子尽管是人体的第三大必需微量元素，然而，有大量研究表明过多摄入铜离子将损害肝脏、肾脏以及神经系统，诱导免疫毒性和贫血，尤其影响儿童发育。因此在中国规定，生活饮水中铜离子含量不得超过1.0mg/L(相当于～15.75μM)。由此，对铜离子进行检测以控制其含量具有十分重要的意义。现有的铜离子浓度的检测方法很多，如原子吸收光谱法、电感耦合等离子体-质谱法、电感耦合等离子体-原子发射光谱法、电化学检测法、荧光检测法、紫外吸收检测法等。这些技术虽然有一定的灵敏度和选择性，但仪器比较贵重且需要专业人员操作，检测耗费较大，难以实现铜离子的现场检测及普及应用。而试纸检测方法由于具有较高的灵敏度，小巧，携带方便，无需依赖大型仪器和专业人员等特点，成为现场对含铜产品生产过程和废水废液达标排放过程中的监督检测的研究热点。目前，市面上已有部分试纸用于铜离子浓度的检测，然而因其缺乏足够的选择性而易导致假阳性，因此亟待开发高选择性试纸应用于铜离子浓度的检测。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的是现有铜离子检测方法所存在的操作繁琐、难以携带、经济性和选择性差的问题，从而提供一种操作简单、快捷、便于携带且选择性好的铜离子检测试纸，及基于该试纸的检测铜(II)离子的方法。一种检测铜(II)离子的试纸，所述试纸中含有遇铜(II)离子溶液变色的试剂；所述试剂的主要成分为8-氨基喹啉与戊二醛的反应得到的腙类化合物。所述试纸为浅黄色试纸；具体为易利丰(elifo)浅黄色A4纸。一种检测铜(II)离子的试纸的制备方法，包括如下步骤：(1)将制备好的遇铜(II)离子溶液变色的试剂溶解于有机溶剂或者有机溶液，调pH＝7.0-8.0，配制成5mg/mL-15mg/mL的腙类化合物溶液；(2)将普通浅黄色A4纸浸泡于步骤(1)所述的腙类化合物溶液中，室温浸泡5-12小时；(3)浸泡结束后，将浅黄色A4纸晾干，并裁减备用；所述遇铜(II)离子溶液变色的试剂的主要成分为8-氨基喹啉与戊二醛的反应得到的腙类化合物。进一步地，所述有机溶剂为无水乙醇，所述有机溶液为乙醇溶液、甲醇溶液、乙腈溶液和二甲基亚砜溶液中的至少一种。进一步地，裁减成1cm×1cm大小的试纸。基于试纸检测或辅助检测待测溶液中是否含有铜(II)离子和/或待测溶液中铜(II)离子浓度大小的方法，，所述试纸为上述的试纸，或者上述的制备方法得到的试纸；检测步骤如下：1)将待测溶液滴加至所述试纸表面；2)待试纸干燥后，即可采用肉眼辨别；如果试纸表面滴加待测溶液的区域颜色变为棕红色，则待测铜(II)离子溶液中含有铜(II)离子，且待测溶液滴加至试纸表面，试纸上含有待测溶液的区域颜色越深，待测溶液中铜(II)离子浓度越高。进一步地，所述待测溶液选自为铜(II)离子、Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mn2+、Hg2+、Ba2+、Cd2+或Pb2+溶液中的一种；进一步地，所述所述待测溶液中候选含有铜(II)离子；所述待测溶液可为饮用水或生活污水或养殖废水。进一步地，上述步骤1)和2)之间还包括加入催化剂的步骤。进一步地，试纸大小为1cm×1cm时，加入待测铜(II)离子溶液的体积为10μL；所述催化剂为10-100mmol/L的过氧化氢溶液。进一步地，待测铜(II)离子溶液中，铜(II)离子的浓度为0～1000μmol/L；优选为5-1000μmol/L；更优选为20-1000μmol/L。进一步地，所述腙类化合物是纯化过的。进一步地，腙类化合物的制备方法为：1)将8-氨基喹啉和戊二醛反应，得到反应后的混合体系；2)去除混合体系中的杂质，得到5-(喹啉-8-亚氨基)戊醛粗品；3)将粗品进行萃取和/或清洗，然后去除萃取溶剂和/或清洗液，得到棕黄色油状物；向所述棕黄色油状物中加入蒸馏水，超声分散，析出棕黄色沉淀，离心弃上层清液，保留沉淀；4)将所得沉淀干燥得到腙类化合物。本专利技术提供的铜(II)离子检测方法的工作原理为：由于由8-氨基喹啉和戊二醛制备的新型腙类化合物在乙醇溶液中显示黄色，为了降低其它颜色带来的干扰，本专利技术选用浅黄色A4纸作为试纸的背景，以提高试纸对铜(II)离子检测的灵敏度。当浅黄色A4纸浸泡新型腙类化合物溶液后，遇到铜(II)离子时，新型腙类化合物能够选择性捕获铜(II)离子而使试纸显示棕红色，该方法采用肉眼能够观察到最低铜(II)离子浓度为20μmol/L，但该灵敏度却高于中国饮用水中铜(II)离子的限量标准。为了进一步提高上述试纸的灵敏度，采用过氧化氢作为催化剂，肉眼能够观察到颜色变化的最低铜(II)离子浓度为5μmol/L，低于中国饮用水中铜(II)离子的限量标准。由此可通过肉眼辨别试纸颜色变化，从而实现定性或半定量检测铜(II)离子浓度目的。本专利技术的技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的铜(II)离子检测试纸，所述试纸制备过程简单、经济可行，无需复杂昂贵的设备。2.本专利技术提供的铜(II)离子的试纸检测方法，操作简单，反应条件温和，无需复杂的标记过程及苛刻的操作环境，反应进行30分钟内即可用肉眼观察检测结果，无需依赖大型仪器，大大降低了检测时间和成本，有望普及用于铜(II)离子现场检测。3.本专利技术提供的铜(II)离子的试纸检测方法，选择性好，灵敏度高，在铜(II)离子的物质的量浓度为5μmol/L～1000μmol/L范围内，肉眼能明显观察到试纸颜色随着铜(II)离子浓度的增加，逐渐加深。从图4中能明显观察到，采用肉眼能够辨别的最低铜(II)离子浓度为5μmol/L，能够满足我国饮用水中铜(II)离子最低限量标准的检测要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1实施2中试纸表面滴加10μL浓度为1mmol/L铜(II)离子待测液后，待试纸干燥后，其颜色变化图；图2是实施例3中A-C组试纸表面滴加待测铜(II)离子溶液区域的颜色变化；Cu代表A组，H2O2代表B组，VC代表C组；图3是实施例4中试纸表面分别滴加Cu2+、Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mn2+、Hg2+、Ba2+、Cd2+或Pb2+溶液待测溶液，并滴加10μL浓度为10mmol/L过氧化氢溶液作为催化剂，试纸颜色变化；图4是实施例5将10μL浓度为0、1、2、5、10、20、50、100、200、500、1000μmol/L的待测铜(II)离子溶液分别滴加到试纸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测铜(II)离子的试纸，其特征在于，所述试纸中含有遇铜(II)离子溶液变色的试剂；所述试剂的主要成分为8-氨基喹啉与戊二醛的反应得到的腙类化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种检测铜(II)离子的试纸，其特征在于，所述试纸中含有遇铜(II)离子溶液变色的试剂；所述试剂的主要成分为8-氨基喹啉与戊二醛的反应得到的腙类化合物。


2.一种检测铜(II)离子的试纸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将制备好的遇铜(II)离子溶液变色的试剂溶解于有机溶剂或者有机溶液，调pH＝7.0-8.0，配制成5mg/mL-15mg/mL的腙类化合物溶液；
(2)将浅黄色A4纸浸泡于步骤(1)所述的腙类化合物溶液中，室温浸泡5-12小时；
(3)浸泡结束后，将浅黄色A4纸晾干，并裁减备用；
所述遇铜(II)离子溶液变色的试剂的主要成分为8-氨基喹啉与戊二醛的反应得到的腙类化合物。


3.根据权利要求2所述的检测铜(II)离子的试纸的制备方法，其特征在于，
所述有机溶剂为无水乙醇，所述有机溶液为乙醇溶液、甲醇溶液、乙腈溶液和二甲基亚砜溶液中的至少一种。


4.根据权利要求2或3所述的检测铜(II)离子的试纸的制备方法，其特征在于，裁减成1cm×1cm大小的试纸。


5.一种基于试纸检测或辅助检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱素艳，向建军，张大文，袁丽娟，廖且根，涂田华，
申请(专利权)人：江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36