移動沉淀界面(MPB)的計算機模擬及其初步應(yīng)用研究.pdf

1、重金屬對于人類的健康危害越來越大，所以對于重金屬的研究就非常重要，但傳統(tǒng)的重金屬分析方法不同程度的存在一些問題，如價格昂貴或者靈敏度不高等，因此建立簡單、有效的重金屬分析檢測方法顯得尤為迫切。近一段時間，移動反應(yīng)界面(Moving Reaction Boundary，MRB) MRB引起了更多學(xué)者的重視，相關(guān)的理論應(yīng)用逐漸成為生物化學(xué)分析領(lǐng)域中一個新的熱點，該理論已經(jīng)應(yīng)用于分離、分析諸如蛋白質(zhì)、兩性電解質(zhì)、痕量藥物等樣本。移動沉淀界面(

2、Moving Precipitation Boundary，MPB)作為MRB系列中最早被發(fā)現(xiàn)的反應(yīng)，MPB在富集與分析金屬離子的應(yīng)用中具有成本低、對儀器要求不高以及富集效率高等優(yōu)點，但由于MPB反應(yīng)體系一般比較復(fù)雜，條件篩選繁瑣等原因，目前其研究還有待完善。
　　本論文分為兩部分，第一部分是：通過陰離子 OH-和金屬離子Cu(Ⅱ)形成的沉淀界面，結(jié)合相關(guān)電泳動力學(xué)和電化學(xué)方程，完善了移動沉淀界面數(shù)學(xué)模型。為了避免測定實驗中一些難

3、以測定的參數(shù)以及方便計算，同時預(yù)測反應(yīng)可能發(fā)生的情況，通過匯編語言的編譯，設(shè)計和實現(xiàn)了MPB模型對應(yīng)的計算機模擬模型軟件，開發(fā)了第一套MPB有效的數(shù)據(jù)處理程序和動態(tài)模擬程序。本文編寫的MPB模擬軟件主要有兩方面作用：首先，根據(jù)用戶輸入的金屬離子及其它體系參數(shù)，定量描述生成沉淀物的濃度、界面遷移的速度、方向、兩種金屬離子的分離效率以及金屬離子的富集率；其次，根據(jù)軟件的計算結(jié)果可以動態(tài)模擬MPB反應(yīng)的發(fā)生及演變過程。所以本軟件可以用于預(yù)測M

4、PB反應(yīng)富集金屬離子的實驗結(jié)果并且優(yōu)化實驗條件。
　　課題第二部分是：通過大管中的MPB實驗來驗證軟件的準確性和可靠性。實驗主要分為三個體系：(1)沒有置換離子加入的MPB反應(yīng)；(2)有置換離子的MPB反應(yīng)；(3)兩種金屬離子的MPB反應(yīng)。實驗結(jié)果證實，對于不同的體系，實驗結(jié)果和模擬結(jié)果吻合較好;并且發(fā)現(xiàn)在有置換離子的體系中，低濃度的金屬離子在該方法中有很好的富集效果，其中0.1 mM Cu(Ⅱ)富集倍數(shù)可以達到308倍。