bz化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用

西北师范大学 硕士学位论文 B-Z化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用 姓名：王杰 申请学位级别：硕士 专业：分析化学 指导教师：杨武 2009-05 B-Z 化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用 中 文 摘 要 近年来,化学振荡作为一种典型的非线性非平衡现象，引起了广大科学工作 者的关注和研究。目前，化学振荡的研究内容主要包括新体系的设计及其机理的 研究和振荡体系在分析测试中的应用。本文主要研究了利用苹果酸-丙二酸双底 物化学振荡体系检测痕量钴离子，并利用 B-Z 化学振荡对复合氨基酸中 L-半胱 氨酸的直接定性、定量检测及用化学振荡反应同时测定 L-酪氨酸和 L-半胱氨酸 等。论文包括五个部分。 第一章：绪论第一章：绪论 综述了一些经典化学振荡体系及其反应机理，介绍了 B-Z 化学振荡反应发 生的条件、化学振荡体系的分类及近年来化学振荡反应在分析检测中的应用进 展，并对化学振荡反应在分析化学中的应用前景进行了展望。 第二章: 利用苹果酸-丙二酸双底物化学振荡体系检测痕量钴离子 第二章: 利用苹果酸-丙二酸双底物化学振荡体系检测痕量钴离子 首次报道了在经典的B-Z化学振荡体系的基础上，加入一定量的苹果酸，组 成一个新的苹果酸-丙二酸-Ce(SO4)2-H2SO4-KBrO3双底物化学振荡体系，利用该 体系检测痕量金属钴离子具有很高的灵敏度。 当钴离子浓度在 5.2710-8 mol/L 5.2710-12 mol/L范围内， 体系周期的变化值与钴离子浓度的负对数呈现良好的线 性关系，相关系数为 0.9975，该方法的检出限达到 5.2710-13 mol/L，是目前利 用化学振荡分析技术检测无机阳离子最灵敏的方法之一。方法用于维生素B B 12注 射液中的钴离子含量的测定，结果准确、可靠。 第三章：利用 B-Z 化学振荡反应对复合氨基酸中半胱氨酸的直接定性、定量检 测 第三章：利用 B-Z 化学振荡反应对复合氨基酸中半胱氨酸的直接定性、定量检 测 首次利用B-Z化学振荡分析技术对复合氨基酸中L-半胱氨酸进行了直接定 性、定量检测。L-半胱氨酸扰动的B-Z振荡体系的特征图谱可用于其定量识别。 同时，L-半胱氨酸可使振荡体系的振幅和周期均增大，当L-半胱氨酸的浓度在 5.3610-43.3510-7 mol/L和 7.8510-43.9610-6 mol/L范围内时，振幅、周期的 增大值与L-半胱氨酸浓度的负对数呈良好的线性关系，最低检出限分别为 1.6810-8 mol/L和 1.9810-7mol/L， 相关系数分别为 0.9934 和 0.9954 (n=9)。 另外， 研究生：王杰专业：分析化学研究生：王杰专业：分析化学 导 师：杨武教授 高锦章教授导 师：杨武教授 高锦章教授 研究方向：非线性化学研究方向：非线性化学 5 B-Z 化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用 对复合氨基酸中其他氨基酸的影响范围也进行了初步探讨。 利用化学振荡反应进 行物质的定性识别目前文献尚未见报道，可以大大拓展该方法的应用范围。 第四章：利用化学振荡反应同时测定 L-酪氨酸和 L-半胱氨酸 第四章：利用化学振荡反应同时测定 L-酪氨酸和 L-半胱氨酸 提出了一种方便快速的同时测定L-酪氨酸和L-半胱氨酸的新方法。 L-酪氨酸 和L-半胱氨酸可分别使振荡体系的振幅增大， 且当L-半胱氨酸和L-酪氨酸的浓度 在 1.2410-31.3510-5 mol/L 和 5.3610-45.7410-7 mol/L范围内时， 振幅的 增大值与它们浓度的负对数呈良好的线性关系，最低检出限分别为 1.0510-5 mol/L 和 5.7410-8 mol/L，相关系数为 0.9961 和 0.9973 (n=9)。同时，对分析 物影响振荡反应的可能机理也进行了简单的探讨。 第五章：利用分析物脉冲微扰技术在 B-Z 开放体系中测定酪氨酸 第五章：利用分析物脉冲微扰技术在 B-Z 开放体系中测定酪氨酸 利用分析物脉冲微扰(APP) 技术，研究了在连续流动搅拌反应器（CSTR） 中酪氨酸对B-Z化学振荡体系的影响。结果表明，酪氨酸可使振荡体系的振幅增 大，且当酪氨酸的浓度在 5.3610-45.3610-7 mol/L范围内时，振幅的增大值与 酪氨酸浓度的负对数呈良好的线性关系，最低检出限为 2.6810-8 mol/L，相关系 数为 0.9996 (n=9)。方法用于商品酪氨酸中主成分含量的测定，结果准确、可靠。 初步探讨了酪氨酸影响振荡体系的可能机理。 关键词：关键词： B-Z 化学振荡体系；氨基酸；定性分析；分析检测，钴离 子；分析物脉冲微扰技术 研究生：王杰专业：分析化学研究生：王杰专业：分析化学 导 师：杨武教授 高锦章教授导 师：杨武教授 高锦章教授 研究方向：非线性化学研究方向：非线性化学 6 B-Z 化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用 ABSTRACT Oscillating chemical reaction as a typical phenomenon of nonequilibrium and nonlinearity, has attracted considerable attention and extensive study of researchers for many years. At present, the major interests focuse on the application to analytical determination and designing new oscillator. This thesis reports the determination of cobalt ion by using malic acid- malonic acid double substrates oscillating chemical system, the qualitative and quantitative determination of L-cysteine in compound amino acids, the simultaneous determination of L-cysteine and L-tyrosine based on an oscillating chemical reaction and the determination of L-tyrosine using an oscillating chemical reaction coupled with analyte pulse perturbation technique. It includes five parts. Chapter One: Introduction This review summarizes the investigation progresses about some oscillating chemical reactions system and their mechanisms, and the conditions arousing chemical oscillation behaviour, the classifications of chemical oscillating systems are also introduced. Their applications in analytical determination are described. At last the perspective of chemical oscillation reactions is discussed simply. Chapter Two: Determination of trace amount of cobalt ion by using malic acid- malonic acid doube substrate oscillating chemical system A novel kinetic method for determination of trace amounts of cobalt ion is proposed and validated based on an B-Z oscillating chemical reaction using a malic acid- malonic acid-Ce(SO4)2 - KBrO3 - H2SO4 double substrate system. This method has been successfully used to the highly sensitive determination of trace amount cobalt ions. The results show which when the concentration of cobal ion is in the range of 5.2710-8 to 5.2710-12 mol/L, the changes of oscillating period are linearly proportional to the negative logarithm of the concentrations of cobal ion. The sensitivity and precision of the proposed method were quite good. The limit of detection is down to 5.2710-13 mol/L and the regression coefficient is 0.9975. The proposed method has been used to the determination of cobalt ion in vitamin B12 in 研究生：王杰专业：分析化学研究生：王杰专业：分析化学 导 师：杨武教授 高锦章教授导 师：杨武教授 高锦章教授 研究方向：非线性化学研究方向：非线性化学 7 B-Z 化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用化学振荡体系在氨基酸及金属离子测定中的应用 injection sample successfully. This procedure is one of the most sensitive methods for the determination of metal ions using chemical oscillation reaction so far. Chapter