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随着水体污染问题的日益严重化,水质评估和污染物控制已成为全球广泛关注的焦点,而如何快速高效地去除废水中的污染物已然成为解决水体污染问题的关键。热生物传感器因其具有灵敏度高、操作简便、成本低、样品需要量少、仪器设备容易微型化、可进行在线分析等特点,目前已被广泛应用到食品药品分析、环境监测、医学临床诊断、国防与安全等领域。邻苯二胺(OPD)是一种芳香胺类的有机污染物,本身有剧毒(半数致死量(LD50):1070mg/kg(大鼠经口)),并且还有致癌性以及致畸性,对环境和人类健康都有极大的影响。化学需氧量(COD)指在一定条件下,用强氧化剂如高锰酸钾、重铬酸钾等氧化水中有机物时所消耗的氧量,代表水体中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量,是待测水样中有机物含量的间接指标。本论文针对目前人们广泛关注的环境污染问题,利用一种新型热生物传感技术来快速、有效、经济地检测水中邻苯二胺和化学需氧量的含量。 本论文由两部分组成: 1.酶热生物传感器快速测定水中邻苯二胺的研究 目的:利用酶热生物传感器(ET)和流动注射分析(FIA)系统建立一种快速、经济、方便、有效的分析方法来测定水中的邻苯二胺含量。 方法:基于邻苯二胺、过氧化氢和辣根过氧化物酶(HRP)之间的酶促交联反应,将酶固定在可控孔径玻璃珠(CPG)的表面并制成酶柱,利用热生物传感器来检测反应过程中产生的热信号,进而可以测定邻苯二胺的含量。 结果:在最佳实验条件下,ET可用于水中1.0-1000μM邻苯二胺的测定,回归系数是0.9997。该生物传感器已被成功用于检测实际水样的OPD值,加标回收率为97.55-109.00%,结果令人满意。为了进一步验证该方法的实用性,将FIA-ET法测定的结果与高效液相色谱(HPLC)法的测定结果进行比较,两种方法在统计学上具有很好的一致性。 结论:该酶热生物传感器法可用于水中OPD的测定,且显示了良好的实际应用前景,也为其他类型有机污染物的测定提供了新思路。 2.热生物传感器快速测定水中化学需氧量的研究 目的:利用热生物传感器和流动注射分析系统来实现水中化学需氧量的快速、经济、方便和有效的测定。 方法:基于高碘酸能够氧化多糖,利用热生物传感器检测氧化过程中产生的热信号,进而检测葡萄糖的含量,即可得到相应水样的COD值。 结果:在最佳实验条件下,热生物传感器有良好的线性区间(5.0-3000mg/L)和很低的检出限(1.84mg/L)。在不需要任何掩蔽剂的情况下,它可以在高达0.015M氯离子的溶液中正常工作。该生物传感器已被成功用于检测实际水样的COD值,各种来源水样的COD值与国标方法测得的值有良好的相关性,线性回归系数是0.996。 结论:该酶热生物传感器法可用于水中COD的测定,且具有良好的实际应用前景,也为其他类型多糖的测定提供了新思路。