一种三通道检测溶液中硫化氢浓度的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过三通道联合检测溶液中硫化氢浓度的方法。在所述方法中：1)制备功能化电极；2)用一系列标准浓度的硫化氢溶液与功能化电极进行反应，制作标准曲线；3)将未知浓度的待测硫化氢溶液孵育到所述功能化电极上，分别测其荧光强度、温度、电化学信号变化，与步骤2)中相应的所述标准曲线对比；4)对步骤3)中得到的三个硫化氢浓度取平均值，即可得到所述待测硫化氢溶液中硫化氢的浓度。本发明专利技术的方法能多模式、灵敏、准确地对待测液体中的硫化氢的浓度进行定量分析，并且使用的材料更加简单，所需仪器的价格也更加低廉，能够实现低成本的多模式、灵敏、准确的定量分析。

【技术实现步骤摘要】
一种三通道检测溶液中硫化氢浓度的方法
本专利技术属于分析化学领域，具体而言，涉及一种通过三通道联合检测溶液中硫化氢浓度的方法。
技术介绍
硫化氢(H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的气体，是工业中产生的有毒气体，但是硫化氢还可以作为一种新型内源性气体信号分子，在生物体中具有信号传导、舒张平滑肌、以及作为炎症诱导因子等功能。因此，对硫化氢分子的精准检测具有现实意义。目前常见的分析方法有光学检测、电化学检测等。但目前的现有技术中，对于硫化氢浓度的检测只做到单一读出通道的检测，一种读出方式往往具有其方法的局限性，如：电化学检测内源性的硫化氢是很难进行活体检测，而光和热信号的读出往往灵敏度又不如电化学检测优异。同时还存在检测速度缓慢、灵敏度差或不能准确有效地进行定量检测等。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种检测溶液中硫化氢浓度的方法，该方法采用三种检测方法的三通道检测方式，从而实现灵敏地检测内源性硫化氢，三种检测方法可以互相校对，从而提升检测的整体准确性。根据本专利技术的一个方面，提供了一种检测溶液中硫化氢浓度的方法，所述方法包括以下：1)用可与硫化氢反应的金属离子作为交联剂，与含有稀土荧光纳米材料的水凝胶单体形成功能化水凝胶，以该水凝胶作为电极的基底材料修饰玻碳电极，得到功能化电极；2)分别用一系列标准浓度的硫化氢溶液与步骤1)中所述功能化电极进行反应，得到一系列混合液，并分别测其荧光强度(荧光检测)、温度(热检测)、电化学信号变化(电化学检测)，分别做荧光强度、升温温度、电化学信号变化值与浓度的标准曲线；3)将未知浓度的待测硫化氢溶液孵育到步骤1)中所述功能化电极上，得到混合液，分别测其荧光强度(荧光检测)、温度(热检测)、电化学信号变化(电化学检测)，测定相应的数据，与步骤2)中相应的所述标准曲线对比，分别得到三个硫化氢浓度；4)对步骤3)中得到的三个硫化氢浓度取平均值，即可得到所述待测硫化氢溶液中硫化氢的浓度。优选地，步骤1)中的金属离子选自铜(Cu2+)、银(Ag+)、镉(Cd2+)、铅(Pb2+)、锌(Zn2+)、铁(Fe3+)、钴(Co3+)和镍(Ni3+)，基于形成的功能化水凝胶，所述金属离子的浓度为1μM至50mM，更优选为1-25mM；所述金属离子的加入形式可以为盐酸盐、硝酸盐或硫酸盐等。优选地，步骤1)中所述水凝胶单体为海藻酸钠、壳聚糖、苯胺、吡咯、噻吩或吡啶；基于形成的功能化水凝胶，所述单体的浓度为0.01wt％至10wt％，更优选为0.1wt％至1wt％。进一步优选地，步骤1)中所述金属离子为铜(Cu2+)离子。进一步优选地，步骤1)中所述水凝胶单体为海藻酸钠。优选地，步骤1)中所述稀土荧光纳米材料溶解或分散在所述水凝胶单体的水溶液中参加反应；基于形成的功能化水凝胶，所述土荧光纳米材料的浓度为10mM至1000mM，优选为400mM至600mM。优选地，步骤1)中所述稀土荧光纳米材料可选自稀土元素形成的氟化物盐、氧化物、氟氧化物、氟卤化物、磷酸盐、钒酸盐和钨酸盐中的至少一种。优选地，步骤1)中所述稀土荧光纳米材料中稀土元素的质量分数m为0＜m≤83.33％，优选为10-70％，进一步优选为15-30％。优选地，所述稀土荧光纳米材料中所述稀土元素选自铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、镱(Yb)、铒(Er)、钬(Ho)和铥(Tm)中的至少一种。优选地，如果所述稀土荧光纳米材料为氟化物盐、磷酸盐、钒酸盐或钨酸盐时，所述氟化物盐、磷酸盐、钒酸盐或钨酸盐可以是稀土元素与一种或多种其它阳离子共同形成的复盐，所述其它阳离子选自锂(Li+)、钠(Na+)、钾(K+)、铷(Rb+)、铯(Cs+)、铍(Be2+)、镁(Mg2+)、钙(Ca2+)、锶(Sr2+)、钡(Ba2+)、硼(B3+)、铝(Al3+)、镓(Ga3+)、铟(In3+)、锡(Sn2+)、铅(Pb2+)和铵(NH4+)中的至少一种阳离子。进一步，所述稀土荧光纳米材料中还可掺杂其他金属元素，如锰(Mn)、锂(Li)、锌(Zn)、铬(Cr)、铅(Pb)或铋(Bi)。优选地，步骤1)中所述稀土荧光纳米材料为核壳结构。所述核壳结构中可为以稀土荧光纳米材料为核，其他材料为壳；或者，以其他材料为核，所述稀土荧光纳米材料为壳。其中，所述其他材料可以为无机材料或有机材料，所述无机材料可选自过渡金属、金属硫化物、金属氧化物、金属卤化物、半导体材料和硅酸盐中的至少一种；优选地，可选自金、银、锰、铁、铜、硫化铜、硫化银、硫化钨、硫化锰、硫化铁、氧化银、氧化铁、氧化铜、氧化锰、氧化镁、溴化银、碘化亚铁、碘化亚铜、碘化亚锰、硅、二氧化硅和硅酸钙中的至少一种，但不局限于此；所述有机材料可选自聚合物，优选地，所述聚合物具体可为聚苯胺、聚多巴胺、聚3,4-乙撑二氧噻吩和聚吡咯中的至少一种，但不局限于此。优选地，步骤1)中所述稀土荧光纳米材料可为纳米颗粒和/或纳米棒，其中，所述纳米颗粒的直径为10nm-99nm，所述纳米棒的长度为15nm-20μm，直径为10nm-99nm。所述稀土荧光纳米材料可通过常规方法制备得到，如：固相法、液相法、气相法等。所述稀土荧光纳米材料具体可为表示为NaYbF4:Er@NaLuF4的具有核壳结构的纳米材料，其中NaYbF4:Er为壳结构成分，NaLuF4为核结构成分。其中，所述NaYbF4:Er@NaLuF4纳米材料中Er的质量分数可为0.5至30％，更优选为15至25％，更优选为18至22％。优选地，步骤1)中形成水凝胶的方法为常规方法，并无特别要求，只要制备的水凝胶可以实现对玻碳电极的修饰即可。优选地，步骤1)中对玻碳电极的修饰的方法为常规方法，并无特别要求。优选地，步骤1)中所述水凝胶在玻碳电极上原位形成，成胶温度为30至40℃，优选为35℃，成胶时间为30至60min，优选为45min。有益效果1)本专利技术的方法能多模式、灵敏、准确地对待测液体中的待测组分进行定量分析，提供了一种新的分析测试方法；2)本专利技术的方法能够更加准确的定量测定溶液中硫化氢的浓度。3)本专利技术方法中使用的材料更加简单，所需仪器的价格也更加低廉，能够实现低成本的多模式、灵敏、准确的定量分析。4)本专利技术分析检测方法可用于食品、药品和活体样品等不同样品的检测。附图说明图1为制备实施例1中制备的NaYbF4:Er@NaLuF4稀土荧光纳米材料的透射电子显微镜照片。图2为测试实施例1中功能化电极电化学检测硫化氢的线性图谱。图3为测试实施例1中功能化电极荧光检测硫化氢的线性图谱。图4为测试实施例1中功能化电极热检测硫化氢的线性图谱。具体实施方式以下，将详细地描述本专利技术。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许专利技术人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本专利技术的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例，并非意图限制本专利技术的范围，从而应当理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式。采用型号为MayaLIFS-980，购自如海光电科技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测溶液中硫化氢浓度的方法，所述方法包括以下：1)用可与硫化氢反应的金属离子作为交联剂，与含有稀土荧光纳米材料的水凝胶单体形成功能化水凝胶，以该水凝胶作为电极的基底材料修饰玻碳电极，得到功能化电极；2)分别用一系列标准浓度的硫化氢溶液与步骤1)中所述功能化电极进行反应，得到一系列混合液，并分别测其荧光强度(荧光检测)、温度(热检测)、电化学信号变化(电化学检测)，分别做荧光强度、升温温度、电化学信号变化值与浓度的标准曲线；3)将未知浓度的待测硫化氢溶液孵育到步骤1)中所述功能化电极上，得到混合液，分别测其荧光强度(荧光检测)、温度(热检测)、电化学信号变化(电化学检测)，测定相应的数据，与步骤2)中相应的所述标准曲线对比，分别得到三个硫化氢浓度；4)对步骤3)中得到的三个硫化氢浓度取平均值，即可得到所述待测硫化氢溶液中硫化氢的浓度。

【技术特征摘要】
1.一种检测溶液中硫化氢浓度的方法，所述方法包括以下：1)用可与硫化氢反应的金属离子作为交联剂，与含有稀土荧光纳米材料的水凝胶单体形成功能化水凝胶，以该水凝胶作为电极的基底材料修饰玻碳电极，得到功能化电极；2)分别用一系列标准浓度的硫化氢溶液与步骤1)中所述功能化电极进行反应，得到一系列混合液，并分别测其荧光强度(荧光检测)、温度(热检测)、电化学信号变化(电化学检测)，分别做荧光强度、升温温度、电化学信号变化值与浓度的标准曲线；3)将未知浓度的待测硫化氢溶液孵育到步骤1)中所述功能化电极上，得到混合液，分别测其荧光强度(荧光检测)、温度(热检测)、电化学信号变化(电化学检测)，测定相应的数据，与步骤2)中相应的所述标准曲线对比，分别得到三个硫化氢浓度；4)对步骤3)中得到的三个硫化氢浓度取平均值，即可得到所述待测硫化氢溶液中硫化氢的浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中的金属离子选自铜(Cu2+)、银(Ag+)、镉(Cd2+)、铅(Pb2+)、锌(Zn2+)、铁(Fe3+)、钴(Co3+)和镍(Ni3+)，基于形成的功能化水凝胶，所述金属离子的浓度为1μM至50mM，更优选为1-25mM；所述金属离子的加入形式可以为盐酸盐、硝酸盐或硫酸盐等；优选地，步骤1)中所述水凝胶单体为海藻酸钠、壳聚糖、苯胺、吡咯、噻吩或吡啶；基于形成的功能化水凝胶，所述单体的浓度为0.01wt％至10wt％，更优选为0.1wt％至1wt％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步优选地，步骤1)中所述金属离子为铜(Cu2+)离子；进一步优选地，步骤1)中所述水凝胶单体为海藻酸钠。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述稀土荧光纳米材料溶解或分散在所述水凝胶单体的水溶液中参加反应；基于形成的功能化水凝胶，所述土荧光纳米材料的浓度为10mM至1000mM，优选为400mM至600mM；优选地，步骤1)中所述稀土荧光纳米材料可选自稀土元素形成的氟化物盐、氧化物、氟氧化物、氟卤化物、磷酸盐、钒酸盐和钨酸盐中的至少一种；优选地，步骤1)中所述稀土荧光纳米材料中稀土元素的质量分数m为0＜m≤83.33％，优选为10-70％，进一步优选为15-30％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀土荧光纳米材料中所述稀土元素选自铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、铕(Eu...

【专利技术属性】
技术研发人员：马占芳，魏征，周晶，刘瑜鑫，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11