基于超声-微纳米气泡辅助技术的可变光程水质多参数检测方法研究

针对目前国家标准分析检测水质多参数方法存在的科学与技术问题,提出了一种基于超声-微纳米气泡(US-MNB)辅助技术、连续光谱法和顺序注射分析法(SIA)的可变光程水质多参数检测新方法。设计水质多参数检测系统,通过检测总磷(TP)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(3)-N)和六价铬(Cr^(6+))四种水质参数,验证了新方法的可行性。系统设计的核心是基于超声与微纳米气泡相结合的消解室以及具有可变光程功能的光谱扫描检测室,可达到快速消解和稳定检测的目的。同时系统基于国家水质检测标准,优化了水质多参数联合检测流程,并利用分光光度法和顺序注射分析技术对四种水质参数的含量进行连续光谱检测。首先,在常温常压下采用US-MNB辅助技术结合强氧化剂对TP进行消解,同时对检测室中NH_(3)-N参数显色反应后的化合物直接进行光谱扫描测定,消解后,再进行TP的测定。同理,消解COD的同时,对检测室中的Cr^(6+)参数显色反应后的化合物直接进行光谱扫描测定,消解后,再进行COD的测定。整个检测过程所用时间大幅降低,可在短时间内自动完成水质多参数的测定,显著地提高了检测的效率。以上述四种水质参数为测定对象,利用最小二乘法构建回归模型,拟合回归方程并计算相关系数,并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线。结果表明:TP标准工作曲线拟合系数≥0.9845,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.05%~3.62%,加标回收率为97.8%~103.6%;COD标准工作曲线拟合系数≥0.9987,且浓度与吸光度成负相关,重复性(RSD)为2.12%~2.74%,加标回收率为98.7%~104.7%;NH_(3)-N标准工作曲线拟合系数≥0.9953,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.41%~3.59%,加标回收率为99.2%~102.4%;Cr^(6+)标准工作曲线拟合系数≥0.9938,且浓度与吸光度成正相关,重复性(RSD)为3.51%~3.92%,加标回收率为98.9%~109.3%。系统可准确测定水样中TP、COD、NH_(3)-N和Cr^(6+)的含量,且具有良好的稳定性与可靠性。基于超声-微纳米气泡辅助技术的可变光程水质多参数检测方法研究,对于拓宽光谱法在水质多参数快速检测领域的应用以及提升检测效率等方面的研究具有重要作用。

微顺序注射-镉柱还原分光光度法测定海水中总氮

基于微顺序注射-阀上实验室,采用镉柱还原-偶氮染料染色分光光度法测定海水中总氮,对实验参数进行了优化,并进行了干扰因素实验。结果表明,海水中主要离子和盐度对本实验方法测定会产生干扰,采用一定盐度的国家标准海水作为溶剂制备系列标准溶液,可消除干扰。海水中总氮浓度在0.03~1.00 mg/L范围内与吸光度呈良好线性,线性相关系数r=0.9993;测定含氮浓度为0.2 mg/L的国家标准海水,相对标准偏差（RSD）为4.9%;方法的检出限为0.010 mg/L;样品加标回收率在99.5%~101.1%之间。经t检验分析,本方法与国标方法测定数据无显著性差异,可用于海水样品中总氮的测定。

微顺序注射-分光光度法快速测定海水中总磷

基于微顺序注射-阀上实验室,采用磷钼蓝分光光度法测定了海水中总磷,对实验参数进行了优化,并选取了海水中主要成分离子进行了干扰实验。结果表明,海水中总磷质量浓度在0.009～1mg/L范围内与吸光度呈线性关系（r=0.9995）,方法的检出限为0.003mg/L。该法测定秦皇岛黄金海岸表层海水中总磷浓度为0.090mg/L,与国标法测定结果0.088mg/L无显著性差异;测定含磷浓度为0.20mg/L的人工海水,相对标准偏差（RSD）为2.4%,样品加标回收率为94.4%～95.7%;海水中主要离子对本实验方法测定产生的干扰在5%以内。

基于荧光素汞荧光法结合光纤传感-微顺序注射-阀上实验室测定肠灌流液中H2S

建立基于光纤传感技术结合微顺序注射-阀上实验室荧光猝灭测定肠灌流液中H2S含量方法。本研究进行单因素考察,确定以100μL 0.1mol/L NaOH溶液为载液,荧光素汞浓度为5.0×10^-5mol/L、体积50μL、进样体积50μL、流通池检测流速25μL/s,根据H2S猝灭荧光素汞521 nm处荧光,对样品中H2S浓度进行测定。本方法检测H2S的浓度范围为5.0×10^-6～8.0×10^-5mol/L,检出限为5.4×10^-7mol/L。测定肠灌流液中H2S含量为3.8×10^-5mol/L,RSD=3.1%（n=3）。本方法能有效在线测定样品中H2S含量,为实时在线测定生物样品中的H2S含量奠定基础。

基于微顺序注射-阀上实验室药物浓度实时监测软件系统的开发与应用

通过LabVIEW软件编译,与FIAlab for Windows软件结合,分别控制光纤光谱仪和微顺序注射-阀上实验室(MicroSIA Lab-on-valve,μSIA-LOV)系统,以光纤作为传导介质,将光纤光谱仪、微顺序注射分析仪和氘灯光源连接,基于样品的紫外吸收特性,实现原位待测样品溶液浓度随时间变化的实时在线监测。编译光谱采集模块,进行样品溶液的光谱扫描,实现对物质的定性分析;编译标准曲线模块,实现对物质的定量分析方法的建立;编译样品检测模块,实现样品溶液浓度的实时连续测定。并以头孢氨苄为例,基于紫外吸收测定模式的LabVIEW软件编译的3个模块,同时对待测样品进行原位和过程分析,与紫外分光光度计测得结果比较(P>0.05),结果无显著性差异。说明LabVIEW软件编译的3个模块可实现待测溶液浓度的原位实时连续监测。

顺序注射在线稀释微量进样技术及其在自动光度法测定水中亚硝酸盐的应用

以测定环境水样中的亚硝酸盐为例，采用顺序注射技术，提出了一种智能化在线微量进样稀释分析系统（SIA系统）。将测定过程中分光光度计输出的模拟电压信号，反馈至顺序注射仪，判断是否需要稀释。当获得的电压信号值小于305mV（约相当于吸光度值0．8）时，SIA系统进入稀释程序，否则，则进入直接测定程序，两种程序均自动完成。直接测定和稀释测定的线性范围分别为1～50μmol·L^-1和50-500μmol·L^-1NO2^-。分别在N07浓度水平为10，200μmol·L^-1时作精密度试验，测得相对标准偏差（n=11）依次为0．7%和1．0%。该分析系统特别适合于自动分析过程中被测物质浓度变化较大而需要在线稀释的情况。

微控技术结合顺序注射技术水质氨氮在线监测系统的研究

针对地表I^V类水对于氨氮指数测定的需求,利用微控技术与顺序注射技术相结合建立水质氨氮在线监测系统。分别通过纳氏试剂分光光度法和水杨酸分光光度法完成了氨氮指数的测定,测定范围涵盖地表水环境Ⅰ~Ⅴ类水中氨氮的标准限值。实验结果表明:利用最小二乘拟合算法分别建立水杨酸法和纳氏法氨氮指数测定的回归模型,其线性范围分别为0~1、1~2 mg/mL,相关系数分别为0.999 8、0.999 7,废液排量分别为23.73~23.86、78.78~78.85 mL,最低检出限为0.01 mg/mL,重复性相对标准偏差(RSD)为0.069%~2.224%,加标回收率为98.250%~101.500%。系统稳定性、可靠性、准确性、实时性高,试剂消耗量与废液排量低,氨氮指数在线监测系统可以精准、高效地分析地表I^V类水中的氨氮指数,为环境保护和地表水质监测提供技术支持,尤其适用于实验室、站房式、浮漂式、便携式在线水质监测。

顺序注射微量注样在线稀释分光光度法测定环境水样中的正磷酸盐

[目的]研究应用顺序注射微量注样在线稀释分光光度法测定环境水样中正磷酸盐的可行性。[方法]运用顺序注射微量注样智能化在线稀释技术,采用磷钼蓝分光光度法测定了环境水样中的正磷酸盐。[结果]在选定的最佳条件下,正磷酸盐浓度在1～6和6～50 mg/L范围内与吸光度(以峰高定量)呈良好的线性关系,相对标准偏差分别为1.4%和1.6%(n=11),方法的回收率在96%～105%。[结论]该测定方法可使测定线性范围较传统方法扩大1个数量级,可应用于环境监测、自动分析等过程中浓度变化较大的待测物测定。

5-磺基水杨酸增敏-微顺序注射-化学发光法测定次氯酸盐

提出了基于鲁米诺与次氯酸钠化学发光反应的微顺序注射-化学发光法测定次氯酸钠的方法。在酸性介质中，5-磺基水杨酸可显著增加上述化学发光反应的化学发光强度，且其强度的增加值与次氯酸钠浓度在0．6～10μmol·L^-1范围内呈线性关系，方法的检出限（3S／N）为0．06μmol·L^-1。以3种水样为基体，加入次氯酸钠标准溶液，测得回收率在94．1％～101％之间，测定值的相对标准偏差（n=5）在1．4％～2．3％之间。

顺序注射-连续光谱测定水质多参数方法研究

针对水质多参数监测仪器的低功耗、微型化、集成化和智能化,研制了一种基于顺序注射分析技术(SIA)和连续光谱检测方法融合的微型测定原位水质多参数检测仪,系统设计的核心在于消解池结构设计且消解池作为检测池,以及微控技术顺序注射平台的原理设计和多参数联合消解测定流程设计。对融合SIA和连续光谱水质多参数原位分析的新方法进行实验研究。设计了基于国标水质检测标准的多参数顺序注射分析检测流程,基于分光光度检测方法,在使用连续光谱扫描测量的条件下,融合顺序注射分析技术对亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷的含量进行检测。测定消解前,对硝酸盐氮、亚硝酸盐氮进行直接光谱测量,测定消解后对总氮进行光谱检测,显色反应后,对总磷进行光谱检测。在本系统下,以亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总磷和总氮原位水质参数为测定对象,基于连续光谱分析,最小二乘法建立回归模型并绘制各参数的浓度-吸光度标准工作曲线,其拟合优度(即决定系数)≥0.9899。配制已知亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量的混合溶液,按照上述的多参数检测流程,利用本系统绘制出的标准工作曲线测量4个参数,实验结果表明,实验参数重复性(相对标准偏差)RSD≤3.86%,系统可稳定、高效的分析不同水样中的亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、总磷含量。基于SIA-连续光谱融合测定原位水质多参数检测方法研究,对于提升在线水质监测仪器的技术性能具有重要作用,微型多参数水质监测仪的研制具有良好的参数扩展前景,适用于多种水质在线监测平台。

分子印迹前处理结合光纤传感-微顺序注射-阀上实验室在线衍生化检测血浆中的异丙酚

将分子印迹、在线衍生化与微顺序注射-光纤传感技术相结合,建立了在线前处理、在线检测、自动化分析的异丙酚光纤传感分析系统和方法。通过本体聚合法合成异丙酚分子印迹聚合物,构建异丙酚分子印迹固相萃取在线前处理系统,通过阀切换模式完成样品的预处理和分析检测的切换,实现在线前处理。通过光纤传感-微顺序注射-阀上实验室检测系统进行异丙酚衍生化反应和衍生化产物的光纤传感检测,使异丙酚分析过程一体化、自动化。该检测方法的线性范围为1.0~15.0μg/mL,线性相关系数r=0.9982,定量限为1.0μg/mL,加样回收率为101.7%~111.4%,相对标准偏差(RSD)小于5%。该方法为麻醉药物异丙酚血药浓度监测提供了检测新方法。