移動(dòng)沉淀界面(MPB)的計(jì)算機(jī)模擬及其初步應(yīng)用研究.pdf

1、重金屬對(duì)于人類(lèi)的健康危害越來(lái)越大，所以對(duì)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(wèn)題，如價(jià)格昂貴或者靈敏度不高等，因此建立簡(jiǎn)單、有效的重金屬分析檢測(cè)方法顯得尤為迫切。近一段時(shí)間，移動(dòng)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(gè)新的熱點(diǎn)，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(dòng)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(duì)儀器要求不高以及富集效率高等優(yōu)點(diǎn)，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(guò)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(dòng)力學(xué)和電化學(xué)方程，完善了移動(dòng)沉淀界面數(shù)學(xué)模型。為了避免測(cè)定實(shí)驗(yàn)中一些難

3、以測(cè)定的參數(shù)以及方便計(jì)算，同時(shí)預(yù)測(cè)反應(yīng)可能發(fā)生的情況，通過(guò)匯編語(yǔ)言的編譯，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了MPB模型對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)模擬模型軟件，開(kāi)發(fā)了第一套MPB有效的數(shù)據(jù)處理程序和動(dòng)態(tài)模擬程序。本文編寫(xiě)的MPB模擬軟件主要有兩方面作用：首先，根據(jù)用戶(hù)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(jì)算結(jié)果可以動(dòng)態(tài)模擬MPB反應(yīng)的發(fā)生及演變過(guò)程。所以本軟件可以用于預(yù)測(cè)M

4、PB反應(yīng)富集金屬離子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并且優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件。
　　課題第二部分是：通過(guò)大管中的MPB實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證軟件的準(zhǔn)確性和可靠性。實(shí)驗(yàn)主要分為三個(gè)體系：(1)沒(méi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，對(duì)于不同的體系，實(shí)驗(yàn)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(dá)到308倍。