電分析化學法在重金屬離子檢測中的應用

劉洪亮 杜金鳳 郭航紅

延邊州檢驗檢測中心 吉林延吉 133000

近年來，隨著界面電分析化學和表面點分析化學的不斷演進，在醫藥、環境、食品等領域進行高科技性的重金屬離子檢測，解決了傳統重金屬檢測過程中檢測步驟繁瑣、成本高、儀器昂貴的問題。在鉛、汞等存在于大氣土壤環境中的情況，進行更加精準的檢測，結合電化學技術等先進技術，用于商業制造、冶煉加工、重金屬開采等，尤其在重金屬離子檢測發展過程中獲得了重大的進步。

1 電化學檢測重金屬的幾種方法

當前電化學檢測法建立在物質溶液的電化學性質基礎上，采用重金屬檢測中的極譜分析法，電位溶出法等一系列儀器分析方法，獲得了很好的效果。

1.1 離子選擇電極法

測定氯化鉀、鍍鋅液中重金屬的重要方法，這種方法對于溶液中特定離子采用電位法測量的方式，能夠得到離子指示電極，并且運用離子選擇性電子測定水中鉛等含量，平均加標回收率可以達到92．5%。有學者使用銅離子選擇電解法，對于氯化物鍍錫液中的銅離子質量濃度進行檢測，發現鉛離子選擇性電極標準加入之后，可以正常測定正常人尿鉛的含量[1]。

1.2 電位溶出法

利用某些化學試劑對被測物質進行預先電解負極的方法應用在橫店為下工作電極上發生氧化還原，溶出在電極上的電壓隨著曲線變化，運用二維微微分電位溶出法，測定面粉中鎘的含量，可以測定多維元素片中的鋅銅鐵含量檢出限數值為0．24ng/mL。通過二位二次微分電位溶出法，對于食品中的稱鉛等含量進行測定，例如大米中的相應元素含量，可以使用微分電位溶出方法吸出其中的重金屬。

1.3 極譜分析法

利用極譜催的方式，采用極譜法，采用脈沖伏安法以及極譜催化波、掃描脈沖波等測得電解過程中的電流電壓曲線，用于定量定性分析，使用極譜分析法，可以在特定底液中通過不同靈敏催化波，得到相應的鋅鐵的含量數值，此時用這種方法用于塵灰渣樣品中活性鉈的含量的測定，提取條件比較好，能夠科學的測定地球化學勘查樣品中的相關元素。

1.4 溶出伏安法

溶出伏安是采用電化學溶出伏安法進行重金屬檢測的有效方法，這種方法能夠對待測物質欲電解負極后融出掃描進行測量，抗干擾能力強，靈敏度高，方法比較簡單，利用使用差分，脈沖溶出伏安法對于絲網印刷碳電極中的支持電機進行測定，發現衡量元素是一種快速檢測的方法[2]。

1.5 銅離子電化學檢測方法

利用半胱氨酸的氨基共價與傳感器表面的DSP-AuNPs連接，催化溶解氧氧化半胱氨酸形成胱氨酸，利用銅離子催化氧化半胱氨酸，設計的傳感器具有很好的重現性、穩定性與選擇性，銅離子存在時產生銀的溶出峰，半胱氨酸通過銀-硫鍵結合銀納米粒子，具有高靈敏、高選擇性的特點，通過示差脈沖伏安法測得銅離子檢測范圍為 1．0-1000 nM，檢測限為 0．48nM。

2 重金屬檢測中電分析法的應用

（1）在進行檢測過程中運用最小二乘回歸法，使最優網絡結構的參數在測量中得到獲取建立鋅鐵錳等微量元素的測試數據，這種方法測試準確，抗干擾能力強，用遺傳算法對于神經網絡的最優網絡結構和參數進行搜索，解決神經網絡擬合問題，在測定的過程中獲得相應的測試模型，利用BP神經網絡建立銅、鉛、鎘等測試模型，更好的解決了金屬離子之間的相互作用。在了解了神經網絡和最小二分法的計算結果之后，用于重金屬檢測，分析時間短，實驗室檢測中可以相對傳統的原子吸收檢測來說，能夠快速的得到數據。例如在醫藥檢測重金屬離子，檢測合理最差條件下的溶出物數據，用溶出物數據評估析出物水平，然后基于藥物每人每日攝入劑量進行安全評估；如果評估結果顯示有潛在風險，再在溶出物的基礎上進行析出物研究與藥物產品兼容并直接接觸藥物的過濾器或一次性系統，影響其溶出物/析出物的因素有兩類：一類為工藝條件，如時間、溫度、滅菌條件和接觸面積；另一類為產品特性，如產品中的有機溶劑、表面活性劑、產品pH值等，與過濾器或一次性系統充分接觸（如循環、靜態浸泡、振搖等），獲得溶出物樣品；然后對樣品作必要的預處理，再進行定性和定量分析，檢測其中化合物的種類和含量[3]。

（2）運用小波變換用于示波計時電位法中重疊峰解析的研究，在信號重疊峰上獲取上獲得了很好的有用信息。在多組分的定量分析中，能夠從舍有噪音和背景的信號中提取信信號峰的解析，采用傳感器作為工作電極，在檢測中用于電機處理等技術問題，使用在線檢測技術進行醫藥生物環境等的檢測，電化學方法以及低成本高敏度的特點稱為快速檢測的方式。電化學檢測技術方法目前直接可以對重疊的富集進行處理，以樣條小波為分析小波，利用三階樣條函數構成的分辨率函數和原型號進行卷積，直接處理重疊峰的問題。

3 結語

通過新的檢測技術，獲取更多的檢測信息，是當前運用電化學對重金屬進行檢測的優勢，可以很好地解決多維檢測方向的發展問題，將重疊峰現象予以去除。另外，利用新技術新材料，例如超微電極化學修飾電極，采用高靈敏度的電離子選擇性電極，針對檢測數據開展化學檢測，在多組分檢測重疊峰分離、數據平滑去噪等方面發揮更好的作用。