基于移動(dòng)反應(yīng)界面的電泳中和滴定新原理和新方法.pdf

1、近年來,移動(dòng)反應(yīng)界面(Moving Reaction Boundary,MRB)的理論與實(shí)驗(yàn)研究發(fā)展迅速。在分析化學(xué)領(lǐng)域中,應(yīng)用MRB理論,在毛細(xì)管電泳(CE)上分離和富集各種兩性物質(zhì)的研究取得了很大的進(jìn)展,最大可達(dá)到對(duì)分析物上百萬倍的富集,極大地解決了CE中進(jìn)樣量低的問題。同時(shí),由移動(dòng)中和界面(MovingNeutralization Boundary,MNB)理論推導(dǎo)出的判別式,用來判斷界面移動(dòng)方向并且為等電聚焦動(dòng)力學(xué)的研究提供了新

2、的視角。本論文的研究工作主要提出一種新的酸堿滴定方法-電遷移酸堿滴定(Electromigration Acid-BaseTitration,EABT),在MNB理論基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)電遷移酸堿滴定的裝置及其應(yīng)用于強(qiáng)酸強(qiáng)堿和強(qiáng)堿弱酸中和滴定測(cè)定未知酸堿的濃度。
　　 具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1、電遷移酸堿中和滴定裝置在本論文的第二章中,設(shè)計(jì)了一種用于電遷移酸堿滴定的裝置,該裝置由連有陽極電泳槽(酸溶液)和陰極電泳槽(堿溶液)的

3、大管施加電壓后氫離子、氫氧根離子在電壓的作用下分別向負(fù)極、正極移動(dòng)產(chǎn)生電遷移酸堿中和反應(yīng)。用蠕動(dòng)泵分別將陽極電泳槽和陰極電泳槽中的酸堿溶液泵入到大管中,大管的兩端連有電極從而可以記錄下實(shí)驗(yàn)中所施加的電壓。在大管的正下方有一把帶有標(biāo)準(zhǔn)刻度的標(biāo)尺,并且在大管上方固定CCD相機(jī)用來記錄移動(dòng)中和反應(yīng)界面的移動(dòng)距離(D),根據(jù)D和濃度作出標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)而計(jì)算有關(guān)酸或堿濃度。該發(fā)明提出一種新的酸堿中和滴定方法用來測(cè)定未知酸堿濃度。本發(fā)明可應(yīng)用于強(qiáng)酸強(qiáng)

4、堿滴定／弱酸強(qiáng)堿滴定／蛋白質(zhì)含氮量的分析。
　　 2、強(qiáng)酸(HCl)強(qiáng)堿(NaOH)電遷移酸堿滴定在本論文的第三章中,應(yīng)用第二章設(shè)計(jì)的電遷移酸堿滴定裝置,第一次設(shè)計(jì)用MNB理論進(jìn)行電遷移酸堿滴定,本章用HCl、NaOH為例來進(jìn)行強(qiáng)酸強(qiáng)堿電遷移酸堿滴定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:(1)實(shí)驗(yàn)中所用的瓊脂糖濃度、電壓和背景電解質(zhì)(KCl)濃度對(duì)MNB有明顯的影響。(2)在固定酸堿濃度條件下,移動(dòng)反應(yīng)界面的距離和反應(yīng)時(shí)間成一定線性關(guān)系(3)在優(yōu)化條

5、件下,相同時(shí)間和NaOH濃度,移動(dòng)中和界面的距離和自然對(duì)數(shù)的不同HCl濃度成線性關(guān)系,用線性曲線可以測(cè)定未知酸濃度。(4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了不同酸堿的指示劑對(duì)界面移動(dòng)距離無明顯影響從而可以避免了傳統(tǒng)酸堿中和滴定中指示劑選擇所帶來的誤差。(5)日內(nèi)差和日間差分別少于3.76％和1.59％,表示有很好的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
　　 3、弱酸(HAc)強(qiáng)堿(NaOH)電遷移酸堿滴定在本論文的第四章中,在第三章HCl(aq)-NaOH(aq)滴定的基

6、礎(chǔ)上,進(jìn)一步進(jìn)行NaOH(aq)滴定HAc(aq)的電遷移酸堿滴定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和本文第三章得出的結(jié)果相近。(1)實(shí)驗(yàn)中所用的瓊脂糖濃度、電壓和背景電解質(zhì)(KCl)濃度對(duì)MNB有明顯的影響,即對(duì)EABT也有影響。(2)在固定HAc和NaOH濃度條件下,移動(dòng)反應(yīng)界面的距離(D)和反應(yīng)時(shí)間(t)成一定線性關(guān)系,充分說明MNB的遷移速度是勻速運(yùn)動(dòng)。(3)在優(yōu)化條件下,遷移時(shí)間(t)和NaOH濃度一定的條件下,移動(dòng)中和界面距離(D)和不同HAc濃度