● 摘要
硫化氢(Hydrogen sulfide，H2S)是继NO和CO以来被人们证实存在于体内的第三个气体信息分子。H2S在生物体内具有广泛的生物学效应，参与调节多个器官、组织的功能和代谢。生物体内H2S的含量水平与一些疾病的发生、发展密切相关。准确测定生物体内H2S含量对于阐明H2S的内源性生成、生物学效应及生理学作用具有十分重要的意义。目前文献报道H2S的测定方法均依赖于商品化仪器，这些仪器大都比较昂贵，不方便携带，不适合现场和原位分析。本论文研制了两种成本低廉、携带方便且分析速率快的硫化氢检测装置，并将所发展的硫化氢检测装置成功用于血样中硫化氢的快速检测。
一、基于原位集成气体多孔膜管分离与长光程吸光度检测的便携式硫化氢检测装置
众所周知，分光光度法的灵敏度与光程正相关。采用长光程吸收池可以显著提高分光光度法检测的灵敏度。对于易挥发的分析物，将分析物转化为气体分子并使之从样品基体中分离出来可以改善检测的选择性。本研究将气体分离与长光程吸光度检测原位集成在一起，构建了一种低成本、便携式硫化物检测装置。该检测装置以培养皿为反应室，以多孔透气膜管为长光程检测池，以发光二极管为光源，以光电二极管为检测器。将多孔透气膜管固定于培养皿上盖，同时多孔透气膜管的两端插入三通管内。借助光纤将发光二极管和光电二极管分别连接于三通管内，并与多孔透气膜管水平。三通管的剩余管口作为接受液的入口和出口，并将其固定于一不透光盒子的内盖上。在盒子的底部放入海绵，将培养皿的底盖嵌入海绵中，并使之与培养皿上盖对齐。将硫化物标准溶液或血清样品加入培养皿的底盖中，盖上盖子。通过注酸口将稀磷酸加入检测装置中，加入的稀磷酸与硫化物反应，将硫化物转化为游离的硫化氢气体。游离的硫化氢气体从样品基体释放出来，通过扩散渗透进入多孔膜管，与预先注入多孔膜管的碱性硝普钠接受液反应。反应后硝普钠溶液的颜色由淡黄色变为红色，在535 nm处有最大吸收峰。以发射峰位于535 nm的发光二极管为光源，以TSL257光电二极管为检测器，可实时原位监测硝普钠溶液的颜色变化。该检测装置对硫化物具有较好的分析性能，取样体积£1.0 mL时，对硫化物的线性响应范围为2.5~150.0 mmol/L，检测限为0.2~1.3 mmol/L，相对标准偏差小于5%。用该检测装置测定了50个不同血清样本中硫化物的含量，血清样本中硫化物的含量位于5.13~45.67 μmol/L范围内(平均值为18.35±9.08 μmol/L)，与文献报道的血清样本中硫化物的浓度范围相吻合。将检测装置的测定结果与经典的亚甲基蓝分光光度法的测定结果进行了t检验分析，两者之间无显著性差异。这表明该检测装置具有良好的实用性。
二、基于原位集成在线气体分离-纸富集的便携式硫化氢检测装置
利用滤纸对分析物的富集作用提高分析方法的灵敏度具有便宜、易于操作等优点。本论文将在线气体分离与纸富集相结合，将气体通道与光路合二为一，研制出一种集分离、富集、检测于一体的硫化物微型检测装置。样品中的硫化物与稀磷酸反应后转化为硫化氢气体，产生的硫化氢气体在载气氮气(同时具有搅拌功能)的作用下从基体中分离出来，进入气体通道，与放置于气体通道上吸附有甲基绿的滤纸反应，反应后滤纸上吸附甲基绿的颜色变为浅绿色或无色。由于采用发射峰与甲基绿最大吸收波长(lmax=635 nm)相一致的发光二极管为光源，反应后，由于滤纸上吸附的甲基绿对光源的吸收降低，从而导致检测到吸光度值降低。吸光度的降低值与硫化物含量之间成良好的线性关系。当取样量为0.2 mL时，该装置对硫化物的线性响应范围为5.0~200.0 mmol/L，检测限为3.1 mmol/L，相对标准偏差为1.4% (100.0 mmol/L，n=7)。消泡剂SE-15的加入可以消除由于通气引起的生物样品产生的气泡。该装置对硫化物具有良好的选择性，共存的弱酸盐(如亚硫酸盐、碳酸盐等)和生物硫醇(如半胱氨酸、谷胱甘肽等)均不干扰测定。该硫化物检测装置被用于血清中硫化氢的含量测定，测定结果与与亚甲基蓝分光光度法的测定结果相一致。
本论文所研制的两种硫化物检测装置具有成本低廉，便于携带，响应速率快(每次测定小于2.0 min)，选择性好等优点，可满足血样中硫化物的检测要求。