检测多种重金属 4/5 - 剥离分析
本章是 "利用剥离伏安法检测多种重金属 "系列的一部分。本章解释了相应实验中使用的分析理论，即剥离分析。
剥离分析
即使是痕量的重金属也会对环境产生影响，因此我们需要对痕量重金属进行定量的方法。目前，剥离分析是最灵敏的方法，不涉及生物分子定量。剥离分析为分析增加了一个预浓缩步骤。试想一下，首先给电极穿上衣服，然后再剥离。
这种方法尤其适用于重金属。在预浓缩步骤中，电极的阴极电位足以还原分析所需的所有金属。靠近电极的金属离子被还原成固态金属并沉积在电极上。多种金属可以通过这种方式共同沉积。
其中一个条件是金属要很好地粘附在电极上，否则金属会从电极上脱落，电极上就没有预浓缩。汞与大多数金属形成合金，因此适用于剥离分析，但与汞一起工作意味着潜在的危险。汞会形成有毒蒸气和有毒有机化合物。大多数实验室都尽量避免使用汞。
对于某些金属来说，某些其他金属电极也有同样的效果，例如金电极会与沉积的汞、铅和其他金属形成合金。铋电极也有同样的效果。不过，汞仍然是剥离分析的黄金标准，新方法总是要与汞电极进行比较。
本实验中使用的 ItalSens IS-HM 电极是用含汞盐聚合物改性的石墨电极。它们会在测量前被激活，并在电极上形成一层非常薄的汞膜。这样，每次分析所用的汞量就会降到最低。
分步法
剥离分析的基本步骤是
根据应用需要对电极进行稳定、清洁或改装。对于 ItalSens IS-HM，这一步骤将去除上次测量中的金属。
向电极施加电势，导致分析物还原。在此步骤中，通常会搅拌溶液，以增加金属离子到电极的流量。测定金属痕量通常需要 30 到 300 秒的沉积时间。
搅拌停止后，施加剥离步骤的起始电位。在大多数情况下，这一步允许电容电流在测量开始前衰减，但在剥离分析期间，这一步允许搅拌溶液沉淀。典型值为 30 秒。
采用伏安技术剥离沉积物。常见的方法有线性扫描伏安法、差分脉冲伏安法或方波伏安法。电位将被扫至更高的阳极值，因此金属将被氧化、解吸和溶解。
记录的数据将经过处理，以计算样品中的分析物含量。
剥离分析说明
这里描述的剥离分析称为阳极剥离伏安法或分析。电位扫至阳极（更正或更氧化的电位），分析物被氧化。这些物质不一定是金属，吸附在金上的硫醇或其他组合也是可能的。另一种变体是阴极剥离伏安法。由于氧化作用，各种物质沉积在表面，电位扫描向更高的阴极电位（更负）移动。这些过程的例子是卤化物。它们会在汞电极上与汞离子形成不溶性盐。阴极扫描会还原汞并再次释放卤化物。
剥离技术的预浓缩功能和 SWV 的灵敏度可将浓度定量至 10-10 M 和 10-11 M。此外，由于可以调整沉积时间，这种方法还可以获得更宽的浓度范围。
如果在沉积步骤中吸附的物质不足以在剥离过程中产生明显的电流，则会达到剥离伏安法的浓度下限。如果在沉积过程中形成了多层吸附物种，且无法完全剥离，则会达到上限。吸附物种之间形成的新化合物也会限制与电流呈线性关系的浓度范围。在这些限制之间，SWV 应能在峰值电流和相应物质的浓度之间建立线性关系。
如果一定的沉积时间会导致信号超出线性范围，则可缩短沉积时间以移动线性范围。线性范围对于进行标准添加分析非常重要。如果开发了新方法或制定了分析规程，则要对某些沉积时间的限制进行评估，并根据预期浓度选择合适的沉积时间（见图 3.1）。
文学
[1] S. Laschi, I. Palchetti, M. Mascini,Sensor Actuat B-Chem114 (2006), p. 460 - 465