2.3實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

緩沖液的pH值、沉積電位以及沉積時(shí)間會(huì)直接影響CH3Hg+在金微電極表面的沉積過(guò)程，進(jìn)而影響CH3Hg+檢測(cè)的靈敏度。通過(guò)考察以上參數(shù)對(duì)0.50μg/L CH3Hg+溶出峰電流的影響，最終獲得最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如表1.

表1 CH3Hg+檢測(cè)條件優(yōu)化

反應(yīng)條件的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟為：①在沉積電位為——1.0 V、沉積時(shí)間為500 s、不同pH值（3.0、4.0、5.0和6.0）條件下，研究金微電極對(duì)CH3Hg+的響應(yīng)情況。實(shí)驗(yàn)得出，在pH=5.0時(shí)，所對(duì)應(yīng)的CH3Hg+溶出峰電流最高為0.306 nA，故選用該pH值進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。②在緩沖液pH=5.0、沉積時(shí)間為500 s條件下，探究在沉積電位為——1.2——0.6 V內(nèi)金微電極對(duì)CH3Hg+的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沉積電位為——0.8 V時(shí)，CH3Hg+溶出峰電流最高為0.321 nA，因此，將——0.8 V作為最佳沉積電位繼續(xù)后續(xù)實(shí)驗(yàn)。③在pH=5.0、沉積電位為——0.8 V時(shí)，探究沉積時(shí)間為400——1200 s（400、600、800、1000和1200 s）內(nèi)金微電極對(duì)CH3Hg+的相應(yīng)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)延長(zhǎng)沉積時(shí)間有利于CH3Hg+的有效沉積檢測(cè)，在沉積時(shí)間為800 s時(shí)，CH3Hg+溶出峰電流值達(dá)到最高值約為0.472 nA.綜上，最終選擇以pH值為5.0、沉積電位為——0.8 V、沉積時(shí)間為800 s為最佳實(shí)驗(yàn)條件。

2.4 CH3Hg+在金微電極上的溶出伏安響應(yīng)

相對(duì)其他伏安技術(shù)，DPV檢測(cè)有較高的靈敏度以及較好的分辨率。在優(yōu)化后的試驗(yàn)參數(shù)下：pH值為5.0的0.1 mol/L醋酸緩沖液，在——1.0 V沉積電位下富集800 s，不同質(zhì)量濃度的CH3Hg+在金微電極中的DPV氧化峰電流響應(yīng)曲線(xiàn)和金微電極對(duì)不同質(zhì)量濃度CH3Hg+的校準(zhǔn)曲線(xiàn)，結(jié)果如圖3.由圖3（a）不難發(fā)現(xiàn)，在金微電極上CH3Hg+于0.56 V處有一個(gè)顯著的響應(yīng)峰，并且隨著CH3Hg+質(zhì)量濃度的增大而增高。由圖3（b）可見(jiàn)，CH3Hg+的溶出峰電流與其濃度在0.05——0.50μg/L內(nèi)有很好的線(xiàn)性關(guān)系，其線(xiàn)性回歸方程為I=0.354ρ-0.008，通過(guò)線(xiàn)性方程斜率計(jì)算得出靈敏度為0.354 nA/（μg·L），相關(guān)系數(shù)為0.998.按照3倍信噪比算法，得出檢測(cè)限為0.012μg/L，遠(yuǎn)低于世界衛(wèi)生組織給出的關(guān)于飲用水中CH3Hg+質(zhì)量濃度的指導(dǎo)值（1.0μg/L）。表2為不同電極對(duì)CH3Hg+檢測(cè)靈敏度的比較，由表2可見(jiàn)，用于檢測(cè)CH3Hg+的傳感器相比以往檢測(cè)方法更為敏感簡(jiǎn)捷，表明金微電極分析檢測(cè)具有更廣泛的應(yīng)用前景。

表2不同電極對(duì)CH3Hg+靈敏度

圖3 CH3Hg+在金微電極上的溶出伏安響應(yīng)

2.5干擾性研究

考慮到實(shí)際檢測(cè)的水環(huán)境要比緩沖溶液成分更復(fù)雜，重金屬離子相互干擾現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響。為此，本實(shí)驗(yàn)研究了其他重金屬離子對(duì)CH3Hg+檢測(cè)的干擾行為，分別加入質(zhì)量濃度均為40μg/L的兩種重金屬離子（Cu2+和Hg2+），測(cè)量CH3Hg+質(zhì)量濃度為1.0——8.0μg/L時(shí)的響應(yīng)電流變

化。不同質(zhì)量濃度下CH3Hg+在醋酸緩沖液中的DPV響應(yīng)如圖4（a）。由圖4（a）可見(jiàn)，CH3Hg+、Cu2+和Hg2+的出峰位置相距較遠(yuǎn)，Cu2+和Hg2+的存在并不會(huì)對(duì)CH3Hg+的檢測(cè)產(chǎn)生明顯的影響。CH3Hg+的溶出峰位置在0.60 V左右，隨著CH3Hg+質(zhì)量濃度的增加，與溶出峰電流呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，所構(gòu)建傳感器對(duì)CH3Hg+仍保持顯著的電化學(xué)信號(hào)增量，說(shuō)明該傳感器選擇性和抗干擾性良好。

圖4金微電極在40μg/L Cu2+和40μg/L Hg2+共存，以及僅Hg2+存在時(shí)CH3Hg+的電化學(xué)響應(yīng)曲線(xiàn)

CH3Hg+檢測(cè)的最大干擾離子為無(wú)機(jī)汞Hg2+，ABOLLINO等采用金納米粒子改性玻碳電極（AuNPS-GCE）研究Hg2+存在的環(huán)境下CH3Hg+的伏安行為，實(shí)際檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，構(gòu)筑的電化學(xué)傳感器未能實(shí)現(xiàn)對(duì)CH3Hg+的選擇性分析，二者溶出峰存在重疊現(xiàn)象，添加SnCl2絡(luò)合緩沖液中的Hg2+，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)CH3Hg+的選擇性檢測(cè)。KOROLCZUK等開(kāi)發(fā)出一種全氟磺酸——聚四氟乙烯（nafion）修飾金膜電極研究Hg2+存在下CH3Hg+的靈敏分析，通過(guò)引入二乙烯三胺五乙酸與汞離子形成絡(luò)合物從而減少對(duì)CH3Hg+檢測(cè)的影響。本研究構(gòu)筑的金微電極可直接實(shí)現(xiàn)對(duì)僅Hg2+存在下的CH3Hg+選擇性分析。如圖4（b），隨著CH3Hg+的持續(xù)加入（ρ（CH3Hg+）為1.0——8.0μg/L），金微電極上的CH3Hg+沉積量增多，溶出電流逐漸增大，峰值電流高于無(wú)Hg2+情況下的電流值，呈現(xiàn)較好的線(xiàn)性關(guān)系，而Hg2+的溶出峰幾乎無(wú)明顯變化。這是因?yàn)榻鹞㈦姌O獨(dú)特的靈敏性以及金具有的超高導(dǎo)電性，致使其能很敏感地檢測(cè)到CH3Hg+與無(wú)機(jī)汞離子的氧化性差異，在一定的酸性條件下，能將二者很好的區(qū)分出來(lái)。研究結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明用金微電極可以實(shí)現(xiàn)CH3Hg+在與單一離子Hg2+共存情況下的無(wú)干擾檢測(cè)。

2.6電極的重現(xiàn)性測(cè)試

在電化學(xué)分析中，傳感器的循環(huán)重復(fù)性能在實(shí)際檢測(cè)分析中至關(guān)重要，將金微電極置于室溫下15 d后，對(duì)質(zhì)量濃度為5.0μg/L的CH3Hg+溶液進(jìn)行5次連續(xù)的平行測(cè)定，5次監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均顯示CH3Hg+溶出峰電流無(wú)明顯變化，其檢測(cè)結(jié)果的相對(duì)偏差為4.23%，重現(xiàn)性良好。同時(shí)，為測(cè)定該傳感器的穩(wěn)定性，將金微電極保存在0.1 mol/L ABS緩沖液中，并置于4℃下15 d后，然后每隔3 d進(jìn)行DPV測(cè)試，結(jié)果表明，該電極仍然保留94.3%的初始響應(yīng)值。因此，該金微電極傳感器具有良好的穩(wěn)定性，可長(zhǎng)期使用。

2.7實(shí)際樣品分析

為評(píng)估該CH3Hg+檢測(cè)方法的適用性和準(zhǔn)確性，對(duì)取自合肥工業(yè)大學(xué)斛兵塘的水樣以及自來(lái)水樣進(jìn)行檢測(cè)。樣品經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾處理后，用0.1 mol/L醋酸緩沖液（pH=5.0）以1∶9（體積比）進(jìn)行稀釋?zhuān)脗鹘y(tǒng)的玻碳電極對(duì)水樣進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，未檢測(cè)出CH3Hg+.而用本研究中的金微電極對(duì)水樣進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CH3Hg+初始質(zhì)量濃度為0.015μg/L時(shí)，峰值電流為0.02 nA；當(dāng)CH3Hg+添加質(zhì)量濃度為0.20μg/L時(shí)，峰值電流為0.34 nA.向水樣中滴加CH3Hg+并進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，回收率如表3，這表明該方法可以適用于實(shí)際水樣品的超痕量檢測(cè)。

表3不同水樣中CH3Hg+離子檢測(cè)

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比玻碳電極和金微電極在不加任何修飾劑的情況下對(duì)CH3Hg+的伏安響應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)金微電極更為靈敏，最低檢測(cè)質(zhì)量濃度低至0.10μg/L.由于金微電極優(yōu)異的導(dǎo)電性以及微型傳感器的靈敏性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)物CH3Hg+的超痕量檢測(cè)，峰值電流與CH3Hg+質(zhì)量濃度（0.05——0.50μg/L）呈較好的線(xiàn)性關(guān)系，檢測(cè)限為0.012μg/L.金微電極具有良好的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和抗干擾性。該檢測(cè)機(jī)制具有組合方法簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、檢測(cè)限低和取樣少等優(yōu)點(diǎn)，更加適用于水環(huán)境中重金屬離子的痕量檢測(cè)。研究數(shù)據(jù)表明，金微電極聯(lián)合微分脈沖伏安技術(shù)是檢測(cè)水環(huán)境中CH3Hg+的有效工具。