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博碩士論文 etd-0830108-012021 詳細資訊
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論文名稱
Title
毛細管電泳以金微電極三電位脈衝安培法測定汞物種
Capillary electrophoresis with triple pulsed amperometric detection at gold microelectrode for mercury speciation
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
138
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2008-07-29
繳交日期
Date of Submission
2008-08-30
關鍵字
Keywords
毛細管電泳、脈衝安培法、汞物種分析
CE, triple pulsed Amperometric detection, capillary electrophoresis, PAD
統計
Statistics
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中文摘要
由於汞會以各種不同的化學型態( chemical form ) 存在,而其毒性又彼
此互異,因此僅測汞總量無法完整地得到相對的毒性大小,故分析汞物種
(包含甲基汞、乙基汞、苯基汞、無機汞) 是必要的。測定汞物種的分離技術
有:氣相層析、液相層析和毛細管電泳,本實驗選擇分離效率高、試劑與樣
品需要量少的毛細管電泳,並結合靈敏度高、具選擇性的電化學偵測法以探
討分析汞物種的可行性。在分離汞物種方面,目前文獻上多利用含硫化合物
( 如半胱胺酸 ) 先與汞物種進行衍生化錯合反應後再進行分離,本研究亦
同。在電化學偵測方面,為避免金電極在定電位偵測下會受到半胱胺酸氧化
後生成物的吸附而鈍化,本研究利用三電位脈衝安培偵測法以清除含硫化合
物在電極表面的吸附物而維持電極活性。
本實驗使用內徑10 μm,66 cm長的fused silica 毛細管,以15 mM
Na2B4O7 + 0.1 mM EDTA ( pH 9.27 ) 溶液作為分離電解質,施加15 kV分離電
壓;而100 μm直徑的金微電極以wall- jet的方式對位,以三電位脈衝安培偵測
法 ( triple pulsed amperometric detection , triple PAD ) 偵測四種汞物種與半胱
胺酸的錯合物。施加PAD之偵測之原理如下:當欲分析的汞物種與半胱胺酸
的錯合物流經電極表面,在E1 = -1.5 V時,電極表面吸附物被清除,同時汞物
種與半胱胺酸的錯合物在電極上將被還原而分解為汞物種與半胱胺酸;在E2 =
-0.2 V時,被還原的半胱胺酸會在電極表面吸附預沉積,接著在偵測電位E3 =
+0.95 V時,電極表面吸附的半胱胺酸及部份的汞物種將被催化氧化而得到分
析物的氧化電流訊號;而吸附在電極上之半胱胺酸的氧化產物則在下一個循
環的E1電位下被清除,並接續上述的反應。
在最佳化的條件下,以本實驗系統分析甲基汞、乙基汞、苯基汞和無機
汞,其電泳遷移時間及triple PAD偵測訊號之再現性(n=7)都良好( RSD分別為
< 0.34 % 和< 2.4%)。理論板數最高可達約9 萬,線性範圍在0.25 μM ~ 100
μM,( r2 > 0.9962 ),而甲基汞、乙基汞、苯基汞及無機汞的偵測極限(S/N=3)
分別為0.49 μM、0.51 μM、0.64 μM及0.70 μM (3σ)。
此方法結合霧點萃取法分析魚肉樣品時,毛細管電泳圖之遷移時間及偵
測訊號之再現性都良好,且可定量分析其中的甲基汞,惟對有機汞物種其萃
取效率僅約10%。
Abstract
none
目次 Table of Contents
摘要…Ⅰ
謝誌…Ⅱ
目錄…Ⅲ
圖目…Ⅵ
表目….Ⅹ
第一章 緒 論
一、環境中汞的來源、危害與容許限量…1
二、毛細管電泳的原理…4
三、汞物種分析之方法…12
四、利用三電位脈衝安培偵測法測定汞物種之原理…15
五、電極多孔化…19
六、霧點萃取法…21
七、研究目的…22
第二章 實驗部份
一、儀器設備…23
二、藥品及溶液之配製…26
三、金微電極之製作…33
四、金微電極之活化與再生…35
III
五、實驗過程…37
第三章 結果與討論
一、以毛細管電泳分析汞物種之分離條件探討…40
1. 分離電解質之pH 值對汞物種分離之影響…40
2. 分離電解質濃度對汞物種分離之影響…43
3. 分離電壓對汞物種分離之影響…46
4. 樣品注入時間的影響…48
5. 錯合試劑半胱胺酸之濃度對偵測汞物種的影響…48
二、汞物種分析之偵測電位條件探討…57
1. 半胱胺酸與汞物種之電化學性質探討…57
2. 定電位安培偵測法偵測汞物種之可行性…59
3. 三電位脈衝安培偵測法測定汞物種的電位條件探討…60
三、毛細管出口端與金微電極間之對位對四種汞物種偵測訊號之影響…75
四、多孔化金微電極對汞物種的偵測靈敏度之探討…81
五、樣品堆積效果之探討…84
六、毛細管電泳三電位脈衝安培偵測法測定汞物種的再現性…89
七、校正曲線與偵測極限…92
八、金屬離子對分析甲基汞、乙基汞、苯基汞及無機汞之
IV
干擾探討…99
九、胺基酸、維生素 C 、葡萄糖、尿酸、尿素、GSH 及GSSG對分析甲基汞、乙基汞、苯基汞及無機汞之干擾探討…106
十、真實樣品分析─標準魚肉樣品之定量分析…113
第四章 結 論…119
第五章 參考文獻…120
附錄…126
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