銅離子測(cè)定方法及檢測(cè)論文

1、xx大學(xué)學(xué)生畢業(yè)論文論文題目:銅離子測(cè)定方法及檢測(cè)班級(jí):xxx姓名:xxx學(xué)號(hào):xxx指導(dǎo)老師:xxx起止時(shí)間:xxx-xxxxxx年x月x日目錄論文摘要 (3一、緒論 (4(一金屬離子的識(shí)別意義和方法簡(jiǎn)介 (4(二熒光光譜 (4(三熒光分析法 (6(四熒光分析的優(yōu)點(diǎn) (7(五熒光定量分析的各種條件 (7(六分子結(jié)構(gòu)與熒光的關(guān)系 (8(七熒光分子探針 (9二、銅離子探針對(duì)銅離子含量的測(cè)定 (9(一引論 (9(二實(shí)驗(yàn)部分 (10(三實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 (16(四小結(jié) (18三、結(jié)束語 (19參考文獻(xiàn) (20致謝 (21論文摘要銅離子是化學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和醫(yī)學(xué)等許多科學(xué)領(lǐng)域研究的重要對(duì)象,對(duì)溶液

2、中銅離子的識(shí)別和檢測(cè)是分析化學(xué)的主要任務(wù)之一。熒光分子探針檢測(cè)法不僅簡(jiǎn)便,而且在高靈敏度、選擇性、時(shí)間分辨、實(shí)時(shí)原位檢測(cè)方面均有突出優(yōu)點(diǎn)。因此在傳統(tǒng)的受體分子上按照熒光分子傳感器設(shè)計(jì)原理連接熒光團(tuán)構(gòu)造的超分子熒光傳感器用于識(shí)別銅離子的研究受到越來越廣泛的關(guān)注。本論文主要工作是對(duì)已合成的熒光探針化合物利用紫外可見分光光度計(jì)和熒光分光光度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。本研究進(jìn)行了多個(gè)不同探針對(duì)不同金屬離子的檢測(cè),其中有一個(gè)比較成功,是對(duì)銅離子有高選擇性的探針A對(duì)水中銅離子的檢測(cè),在對(duì)檢測(cè)液進(jìn)行3D掃描后得出探針A的檢測(cè)波長(zhǎng),即探針A檢測(cè)銅離子的激發(fā)波長(zhǎng)EX=550nm,發(fā)射波長(zhǎng)EM=590nm。在對(duì)不同濃度的銅離子

3、的熒光掃描中得出探針檢測(cè)銅離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線,其線性方程為y=1.761x+12.4。從標(biāo)準(zhǔn)曲線中得出該探針A的檢測(cè)限為6.345M/L。該探針檢測(cè)限低,具有良好的選擇性,無其他金屬干擾。是一種方便快捷的檢測(cè)方法。關(guān)鍵詞:熒光探針 Cu2+檢測(cè)銅離子測(cè)定方法及檢測(cè)一、緒論(一銅離子識(shí)別的意義和方法簡(jiǎn)介自然界中廣泛存在著銅元素。它們?cè)诓煌瑵舛认峦鶗?huì)顯示出差異性的正面作用或負(fù)面作用,當(dāng)銅離子濃度低于1M時(shí),在許多生命過程(生物催化反應(yīng)酶的輔酶、生物運(yùn)輸過程、生物合成等中都是不可或缺的,然而,當(dāng)在生物體中存在濃度過高時(shí),則會(huì)產(chǎn)生對(duì)一些必須酶的抑制作用、生物氧化/還原過程異常、神經(jīng)毒性等有害作用。目前常

4、用的銅離子分析檢測(cè)方法主要分為直接法和間接法兩大類。直接法是一類直接利用銅離子自身物理、化學(xué)性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行分析檢測(cè)的方法,包括原子吸收/發(fā)射光譜法和離子選擇性電極法;間接法是一類利用銅離子和指示劑(也可稱為化學(xué)分子探針之間的特異性化學(xué)反應(yīng)或超分子作用產(chǎn)生的信號(hào)變化對(duì)銅離子進(jìn)行分析檢測(cè)的方法,包括傳統(tǒng)的銅離子指示劑和近年來研究較熱的銅離子熒光分子探針。(二熒光光譜1.熒光的產(chǎn)生熒光是一種光致發(fā)光現(xiàn)象1。室溫下,大多數(shù)分子處于在基態(tài)的最低振動(dòng)能層。處于基態(tài)的分子吸收能量(電能、熱能、化學(xué)能或光能等后被激發(fā),躍遷到激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定,分子將很快衰變到基態(tài)。若返回到基態(tài)時(shí)伴隨著光子的輻射,這種現(xiàn)象稱為

5、“發(fā)光”。2.熒光光譜的基本概念根據(jù)量子理論,微觀體系(原子、分子等的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)一般是不連續(xù)的,有一系列分立的能級(jí)。體系由一能級(jí)向其他能級(jí)的過渡稱為躍遷2。體系由高向低能級(jí)的躍遷伴隨著能量的釋放;由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷伴隨著能量的吸能量的釋放和吸收可以以輻射的方式進(jìn)行(放出或吸收光子,成為輻射躍遷也可以以無輻射的方式進(jìn)行,如離子相互碰撞而產(chǎn)生的能量就是無輻射躍遷子。全部能級(jí)間可能的輻射躍遷對(duì)應(yīng)于一系列輻射頻率,成為該物質(zhì)的光譜。光光譜包括激發(fā)譜和發(fā)射譜兩種。激發(fā)譜是熒光物質(zhì)在不同波長(zhǎng)的激發(fā)光作用測(cè)得的某一波長(zhǎng)處的熒光強(qiáng)度的變化情況,也就是不同波長(zhǎng)的激發(fā)光的相對(duì)效發(fā)射譜則是某一固定波長(zhǎng)的激發(fā)光作用下

6、熒光強(qiáng)度在不同波長(zhǎng)處的分布情況,就是熒光中不同波長(zhǎng)的光成分的相對(duì)強(qiáng)度。同輻射發(fā)射和吸收相關(guān)聯(lián)的除了原和分子外,還有他們的聚集結(jié)構(gòu)如晶格、半導(dǎo)體中的電子空穴對(duì)等等。3.熒光光譜的主要參量激發(fā)譜和發(fā)射譜熒光光譜包括激發(fā)譜和發(fā)射譜兩種3。激發(fā)譜是熒光團(tuán)在不同波長(zhǎng)的激發(fā)光作用下測(cè)得的某一波長(zhǎng)處(通常是其熒光光譜峰位的波長(zhǎng)的熒光強(qiáng)度的變化情況,也就是不同波長(zhǎng)的激發(fā)光的相對(duì)效率。發(fā)射光譜則是某一固定波長(zhǎng)的激發(fā)光作用下熒光強(qiáng)度在不同波長(zhǎng)處的分布情況,也就是熒光中不同波長(zhǎng)的光成分的相對(duì)強(qiáng)度。熒光發(fā)射光譜顯示了若干普遍的特性。熒光壽命當(dāng)某種物質(zhì)被一束激光激發(fā)后,該物質(zhì)的分子吸收能量后從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)上,再

7、以輻射躍遷的形式發(fā)出熒光回到基態(tài).當(dāng)激發(fā)停止后,分子的熒光強(qiáng)度降到激發(fā)時(shí)最大強(qiáng)度的l/e所需的時(shí)間稱為熒光壽命4,通常用丫表示。通過測(cè)量壽命可以得到有關(guān)分子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)等方面的許多信息。熒光強(qiáng)度熒光強(qiáng)度F取決于激發(fā)態(tài)的初始分布IA與熒光量子產(chǎn)率的乘積5。這里的F指的是向各個(gè)方向上發(fā)射的熒光強(qiáng)度的總和,實(shí)際上,光譜儀收集的只是其中的一小部分,因此儀器測(cè)到的熒光強(qiáng)度為F=IAFZ,這里Z是儀器因子。很顯然熒光強(qiáng)度與樣品在波長(zhǎng)A處的消光系數(shù)有關(guān),而消光系數(shù)與激發(fā)波長(zhǎng)是密切相關(guān)的,消光系數(shù)隨波長(zhǎng)的變化稱為即吸收譜,因此熒光強(qiáng)度也隨激發(fā)波長(zhǎng)的變化而變化。實(shí)際上儀器因子Z與波長(zhǎng)是有關(guān)的,這就使得激發(fā)譜與吸

8、收譜并不完全相似。(三熒光分析法1.熒光分析法定量分析及其原理熒光分析法的定量測(cè)定方法較多,可分為直接測(cè)定法和間接測(cè)定法兩類。直接測(cè)定法:利用熒光分析法對(duì)被分析物質(zhì)進(jìn)行濃度測(cè)定,最簡(jiǎn)單的便是直接測(cè)定法。某些物質(zhì)只要本身能發(fā)熒光,只須將含這類物質(zhì)的樣品作適當(dāng)?shù)那疤幚砘蚍蛛x除去干擾物質(zhì),即可通過測(cè)量它的熒光強(qiáng)度來測(cè)定其濃度。具體方法有兩種。直接比較法:配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強(qiáng)度Fx,己知標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度CS,便可求得樣品中待測(cè)熒光物質(zhì)的含量。如果空白溶液的熒光強(qiáng)度調(diào)不到零,則必須從Fs和Fx值中扣除空白溶液的熒光強(qiáng)度FO,然后進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)曲線法:將已知含量的標(biāo)準(zhǔn)品經(jīng)過和樣品同樣處理后,配成一系列標(biāo)準(zhǔn)溶

9、液,測(cè)定其熒光強(qiáng)度,以熒光強(qiáng)度對(duì)熒光物質(zhì)含量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。再測(cè)定樣品溶液的熒光強(qiáng)度,由標(biāo)準(zhǔn)曲線便可求出樣品中待測(cè)熒光物質(zhì)的含量。間接測(cè)定法:有許多物質(zhì),它們本身不能發(fā)熒光,或者熒光量子產(chǎn)率很低,僅能顯現(xiàn)非常微弱的熒光,無法直接測(cè)定,這時(shí)可采用間接測(cè)定方法。間接測(cè)定方法有以下幾種:化學(xué)轉(zhuǎn)化法:通過化學(xué)反應(yīng)將非熒光物質(zhì)變?yōu)檫m合于測(cè)定的熒光物質(zhì)。例如金屬與鰲合劑反應(yīng)生成具有熒光的螯合物。有機(jī)化合物可通過光化學(xué)反應(yīng)、降解、氧化還原、偶聯(lián)、縮合或酶促反應(yīng),使它們轉(zhuǎn)化為熒光物質(zhì)。熒光碎滅法:這種方法是利用本身不發(fā)熒光的被分析物質(zhì)能使某種熒光化合物的熒光碎滅的性質(zhì),通過測(cè)量熒光化合物熒光強(qiáng)度的下降,間接地測(cè)

10、定該物質(zhì)的濃度。敏化發(fā)光法:對(duì)于很低濃度的分析物質(zhì),如果采用一般的熒光測(cè)定方法,其熒光信號(hào)太弱而無法檢測(cè),可使用一種物質(zhì)(敏化劑以吸收激發(fā)光,然后將激發(fā)光能傳遞給發(fā)熒光的分析物質(zhì),從而提高被分析物質(zhì)測(cè)定的靈敏度。在實(shí)驗(yàn)室,一般采用工作曲線法進(jìn)行校正。既用處理過的已知量的物質(zhì),和式樣溶液配成標(biāo)準(zhǔn)溶液,測(cè)定其熒光強(qiáng)度,再以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo),以熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制工作曲線。然后由所測(cè)得的試樣溶液的熒光強(qiáng)度對(duì)照工作曲線以求出試樣溶液中分析物質(zhì)的濃度。(四熒光分析的優(yōu)點(diǎn)熒光分析法憑借其高靈敏度,得以迅速發(fā)展。眾所周知在微量物質(zhì)的各種分析方法中,比色法和分光光度法應(yīng)用最為廣泛。而熒光分析法的靈敏度一般

11、要比這兩種方法高23個(gè)數(shù)量級(jí),它的靈敏度?？蛇_(dá)億分之幾。這是因?yàn)樵跓晒夥治鲋?是由所測(cè)得的熒光強(qiáng)度來測(cè)定熒光物質(zhì)的含量,而熒光強(qiáng)度的測(cè)量值不僅和被測(cè)溶液中熒光物質(zhì)的本性及其濃度有關(guān),而且與激發(fā)光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度以及熒光分析檢測(cè)器的靈敏度有關(guān)。因此加大激發(fā)光的強(qiáng)度,可以增大熒光強(qiáng)度,從而提高分析的靈敏度。熒光分析還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),就是高選擇性。在對(duì)金屬離子的測(cè)定中,熒光分析得到了廣泛的應(yīng)用,主要源于這種分析方法對(duì)金屬離子有很高的選擇性。與此同時(shí),熒光分析法還具有動(dòng)態(tài)線性范圍寬,方法簡(jiǎn)便,重現(xiàn)性好,取樣量少,儀器設(shè)備不復(fù)雜等優(yōu)點(diǎn)。然而,不能對(duì)本身不發(fā)熒光的物質(zhì)進(jìn)行直接檢測(cè),這在某種程度上妨礙了熒光分析應(yīng)用

12、范圍的擴(kuò)展。因此,還要更深入的研究化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系與熒光的產(chǎn)生,才能合成更多的靈敏度高選擇性好的新熒光試劑,使熒光分析的能夠更好的能到應(yīng)用。(五熒光定量分析的各種條件在熒光定量分析中,為了確定熒光分析的最佳工作條件,應(yīng)考察以下的因素的影響及其消除方法同時(shí)還必須準(zhǔn)確測(cè)定待測(cè)組分的激發(fā)和發(fā)射光譜。熒光物質(zhì)的熒光光譜和熒光強(qiáng)度在不同的溶劑中會(huì)有很大的區(qū)別。這種影響分為一般溶劑效應(yīng)和特殊溶劑效應(yīng)。因此,在實(shí)驗(yàn)中,一定要選擇合適的溶劑,并且該溶劑要有足夠的純度。同時(shí)還要必須考慮到的是溫度的影響。通常,隨著溫度的降低,熒光物質(zhì)溶液的熒光量子產(chǎn)率和熒光強(qiáng)度增大,事實(shí)上溫度對(duì)熒光強(qiáng)度的影響是通過分子的內(nèi)部能量

13、轉(zhuǎn)化作用。因此實(shí)驗(yàn)中,一般將溫度控制在2025范圍內(nèi)。但反應(yīng)速度較慢的情況下,可能要加熱才能使反應(yīng)完全。溶液的pH值改變將對(duì)熒光強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響。大多數(shù)含有酸性或堿性基團(tuán)的芳族化合物的熒光光譜,對(duì)于溶劑的pH氫鍵能力是非常敏感的。溶液的pH改變將會(huì)影響到基態(tài)分子或激發(fā)態(tài)分子的酸堿性質(zhì)。對(duì)于金屬離子與有機(jī)試劑形成的熒光絡(luò)合物,溶液的pH值改變還會(huì)影響到絡(luò)合物組成的改變。不管哪種改變,最終都會(huì)導(dǎo)致到熒光光譜與熒光強(qiáng)度的改變。(六分子結(jié)構(gòu)與熒光的關(guān)系1.分子共扼體系大小對(duì)熒光的影響在有機(jī)熒光試劑中,有機(jī)分子中具有發(fā)射熒光的基團(tuán)稱為熒光團(tuán)5。熒光團(tuán)必須含有共扼大鍵,當(dāng)共軛鍵達(dá)到一定程度才會(huì)發(fā)射出熒光

14、,如苯、蔥、蔡、菲、對(duì)苯二醒等基團(tuán)。芳香類碳?xì)浠衔锱c直鏈的烯烴化合物相比,激發(fā)能向振動(dòng)能的轉(zhuǎn)換更難,因而熒光強(qiáng)度更大。而對(duì)于具有強(qiáng)熒光的有機(jī)化合物和熒光試劑,僅有大的共扼體系還是不夠的,分子的共轆體系必須具備共平面性并且還要有一定程度的剛性。例如蔡和維生素A都有五個(gè)共軛鍵,前者為平面結(jié)構(gòu),后者是非剛性結(jié)構(gòu),而蔡的熒光強(qiáng)度為維生素A的五倍。2.取代基對(duì)熒光的影響取代基效應(yīng)是有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的重要組成部分,取代基的性質(zhì)對(duì)熒光體的熒光特性和強(qiáng)度均有強(qiáng)烈的影響。芳烴和雜環(huán)化合物的熒光光譜和熒光產(chǎn)率常隨取代基而變,取代基對(duì)熒光體的熒光強(qiáng)度、激發(fā)光譜、發(fā)射光譜和熒光效率的影響規(guī)律和機(jī)理,是人們甚為關(guān)注的領(lǐng)域

15、,但到目前為止,我們對(duì)激發(fā)態(tài)分子的性質(zhì)依舊了解不多,其影響規(guī)律大多數(shù)是通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的。(七熒光分子探針1.概述熒光分子探針,是指在一定體系內(nèi),當(dāng)被分析物或被分析體系的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化時(shí),該熒光分子的熒光信號(hào)能發(fā)生相應(yīng)改變,從而通過熒光信號(hào)反映出被分析物或被分析體系的濃度、性質(zhì)等信息6。金屬離子熒光分子探針,則是指能和體系中存在的某種特定金屬離子發(fā)生作用,并且通過熒光信號(hào)的變化反應(yīng)出該種金屬離子的濃度信息的熒光分子探針7。按照金屬離子熒光分子探針和相應(yīng)金屬離子之間發(fā)生的相互作用,可將其分為(1金屬離子誘導(dǎo)反應(yīng)和(2金屬離子與探針分子發(fā)生絡(luò)合等超分子作用兩大類。而后者又可以根據(jù)金屬離子與

16、探針分子作用前后熒光信號(hào)發(fā)生變化的機(jī)制不同,分為熒光團(tuán)的(1光致電子轉(zhuǎn)移,(2光致電荷轉(zhuǎn)移,(3熒光共振能量轉(zhuǎn)移和(4激基聚合物四類。各種熒光分子探針自身的結(jié)構(gòu)和組成也有不同,據(jù)此大致可分為(1有機(jī)小分子探針,(2生物大分子探針和(3納米材料探針三類。二、銅離子探針對(duì)銅離子含量的測(cè)定(一引論銅離子(Cu2+在濃度較高時(shí),是一種有害的環(huán)境污染物,會(huì)對(duì)動(dòng)植物造成毒害,當(dāng)人體攝入大量的銅離子之后,極易對(duì)身體內(nèi)的臟器造成負(fù)擔(dān),特別是肝和膽,當(dāng)這兩種器官出現(xiàn)問題后,維持人體內(nèi)的新陳代謝就會(huì)出現(xiàn)紊亂,導(dǎo)致肝硬化、肝腹水甚至更為嚴(yán)重。相反,銅離子在濃度適宜時(shí),則是維持生命體正常生理功能的必須元素之一,如銅離

17、子對(duì)人體大腦、心臟、造血、抵御癌癥、抗衰老等方面都具有重要的作用。缺乏銅離子將會(huì)導(dǎo)致腦細(xì)胞中的色素氧化酶減少、活力下降,從而使記憶衰退、思維紊亂;銅離子參與形成的氧化酶也是構(gòu)成心臟血管的基質(zhì)膠原和彈性蛋白形成過程中必不可少的物質(zhì);人體造血也離不開需要銅離子合成的血漿銅藍(lán)蛋白;另外,銅離子對(duì)癌細(xì)胞也有一定的抑制作用,一些含銅的金屬硫蛋白、超氧化物歧化酶等具有較強(qiáng)的清掃此種代謝廢物的功能,能夠延緩衰老。因此,準(zhǔn)確分析測(cè)定樣品中銅離子的含量對(duì)于監(jiān)控環(huán)境質(zhì)量、居民飲用水及食品安全、營(yíng)養(yǎng)健康狀態(tài)等非常重要。我國(guó)的飲用水安全標(biāo)準(zhǔn)要求飲用水中銅離子的含量必須不高于1ppm。目前常見的用于銅離子分析檢測(cè)的儀器

18、和方法主要包括離子色譜法、分光光度法、熒光光譜法和原子吸收/發(fā)射光譜法、電化學(xué)方法等。其中分子光譜法(分光光度法、熒光光譜法由于其所需儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、分析迅速、產(chǎn)生的熒光信號(hào)用肉眼觀測(cè)可非常方便實(shí)現(xiàn)半定量分析等特點(diǎn),近年來越來越受到科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。盡管目前有不少用于銅離子分析檢測(cè)的熒光分子探針已見報(bào)道,但是由于銅離子的順磁性,這些熒光分子探針大多是對(duì)銅離子產(chǎn)生熒光淬滅的響應(yīng)?？紤]到靈敏度的因素,對(duì)銅離子產(chǎn)生熒光增強(qiáng)或變色響應(yīng)的熒光分子探針的靈敏度更高,設(shè)計(jì)合成這一類的熒光分子探針將是更加具有應(yīng)用前景和挑戰(zhàn)性的工作。另外,部分已見報(bào)道的熒光分子探針對(duì)銅離子的選擇性不足,會(huì)受到鐵、汞、鈷、鎳等離

19、子的干擾,仍有待通過探針分子的設(shè)計(jì)提高銅離子選擇性。(二實(shí)驗(yàn)部分1.試劑去離子水經(jīng)過二次蒸餾后使用,已合成好的銅離子探針、乙腈、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鈣、硝酸鎂、氯化錳、硝酸鐵、氯化亞鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸鉛、硝酸鎘、硝酸銀、硝酸銅、硝酸鋅、高氯酸汞、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、醋酸鈉、鹽酸、醋酸均購(gòu)自北京化學(xué)試劑公司,為分析純。HEPES緩沖溶液(20 mM的配制:在500 mL燒杯中加入2.383 Hepes和200 mL 去離子水,攪拌溶解后,在pH計(jì)監(jiān)控下,緩慢加入300mL乙腈。2.儀器紫外-可見吸收光譜測(cè)定:紫外-可見吸收光譜使用UV-2800H型分光光度儀測(cè)定,樣品置于1 cm光程的石英

20、比色皿中。熒光光譜測(cè)定:熒光激發(fā)、發(fā)射光譜均使用FP-7000熒光光譜儀測(cè)定,樣品置于1 cm 光程的石英比色皿中。pH值測(cè)定:溶液pH值的測(cè)定使用Model pHS-3CpH計(jì)測(cè)定。3.溶液的配制準(zhǔn)確稱量探針A到25ml容量瓶中,加入乙腈至刻度,配成25ml,1mm /L探針標(biāo)液。4.測(cè)定銅離子含量的操作方法4.1確定測(cè)試波長(zhǎng)a.紫外可見測(cè)試,進(jìn)行光譜掃描,找出最大吸收波長(zhǎng),固定波長(zhǎng)進(jìn)行后續(xù)測(cè)定。從圖2.1可以看出探針在紫外燈下響應(yīng)較低,所以不采用紫外進(jìn)行檢測(cè)。 圖2.1銅離子探針A紫外可見光光譜掃描b.熒光測(cè)試,掃描激發(fā)波普和發(fā)射光譜,確定激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)。圖2.2為探針A的熒光3D掃描

21、,從圖看出沒有熒光。圖2.3為濃度為100×10-6M/L的探針A與100×10-6M /L的銅離子溶液的熒光3D掃描譜圖,從圖中明顯看出有峰出現(xiàn),即產(chǎn)生熒光。且從圖中看出熒光的激發(fā)波長(zhǎng)EX為550nm左右,發(fā)射波長(zhǎng)EM為590nm左右。又分別做了圖2.3和圖2.4。圖2.3設(shè)定激發(fā)波長(zhǎng)EX為550nm進(jìn)行熒光掃描,波峰出現(xiàn)在發(fā)射波長(zhǎng)EM為590nm處。圖2.4設(shè)定發(fā)射波長(zhǎng)EM為590nm進(jìn)行熒光掃描,波峰出現(xiàn)在了激發(fā)波長(zhǎng)EX 為550nm處。由此確定探針A的激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)為激發(fā)EX=550nm,發(fā)射EM=590nm。 圖2.2銅離子探針A熒光3d掃描譜圖 圖2.3設(shè)定激發(fā)

22、波長(zhǎng)EX為550nm掃描發(fā)射波長(zhǎng)從500nm到700nm的熒光強(qiáng)度 圖2.4設(shè)定發(fā)射波長(zhǎng)EM為590nm掃描激發(fā)波長(zhǎng)從450nm到700nm的熒光強(qiáng)度4.2顯色劑用量固定待測(cè)離子濃度,逐漸增加顯色劑濃度,做出劑量-響應(yīng)譜圖,找出最佳顯色劑使用劑量。圖2.5為固定銅離子濃度為20M/L,探針A的濃度為2M/L,5M/L, 8M/L, 10M/L, 15M/L, 20M/L, 30M/L, 40M/L, 50M/L, 60M/ L, 70M/L, 80M/L, 90M/L, 100M/L掃描熒光得出的散點(diǎn)圖。由圖看出當(dāng)探針顯色劑的濃度到40M/L后,熒光強(qiáng)度不再隨著顯色劑量的增加而增加,因此可以得

23、出顯色劑與金屬銅離子的配比為2:1左右,最佳顯色劑用量為40M/L。 圖2.5固定銅離子濃度變探針A的濃度熒光掃描散點(diǎn)圖4.3測(cè)試介質(zhì)根據(jù)顯色劑的溶解特性,以及將來測(cè)試水樣的目標(biāo),選擇盡量易得、水溶、低毒性的有機(jī)溶劑,如甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、水等,最好是水,或者水合溶劑,掃描不同介質(zhì)中的譜圖。此實(shí)驗(yàn)主要用乙腈作為有機(jī)溶劑,為了盡量少用有機(jī)溶劑,本實(shí)驗(yàn)選擇配一定比例的乙腈比水的溶劑。4.4反應(yīng)時(shí)間圖2.6是測(cè)試當(dāng)顯色劑與銅離子濃度比為100M/L:100M/L時(shí)隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,熒光強(qiáng)度的變化情況。由圖看出顯色劑與銅剛開始是瞬間反應(yīng)的,因?yàn)楫?dāng)時(shí)間為0時(shí)熒光強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到60。此處的時(shí)間0有一定

24、誤差,滴加探針后把比色皿放入熒光機(jī)也有一定時(shí)間。從0秒到100秒之間響應(yīng)值快速增加,到了100秒后響應(yīng)值趨于穩(wěn)定,到200秒又開始緩慢增加,到了600秒時(shí)達(dá)到穩(wěn)定,響應(yīng)值不再增加,即10分鐘后反應(yīng)完全并打掃穩(wěn)定,可以后續(xù)測(cè)定。 圖2.6加入銅離子后隨著時(shí)間的的增加熒光強(qiáng)度的變化曲線4.5準(zhǔn)確測(cè)試的線性范圍配置不同濃度的待測(cè)離子溶液,加入一定量的顯色劑,做劑量-響應(yīng)圖,確定準(zhǔn)確測(cè)試的線性范圍,得到線性方程。如圖2.7所示,此圖是以顯色劑的濃度為100M/L,銅離子濃度為0M/L,10M/L,20M/L,30M/L,70M/L,90M/L,100M/L,作待測(cè)液來測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線。得出線性方程為y=1

25、.761x+12.4, R2=0.993,呈現(xiàn)較好的線性。 圖2.7探針A的標(biāo)準(zhǔn)曲線4.6檢測(cè)限根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線,求出檢測(cè)限和定量檢測(cè)限。探針A檢測(cè)限是不加銅離子的熒光強(qiáng)度即空白溶液的熒光強(qiáng)度的3倍即為探針A的檢測(cè)限。因此探針A的檢測(cè)限為7.858×3=23.574.4.7干擾試驗(yàn)選擇干擾陽離子:Cu2+、Hg2+、Zn2+、Mg2+、Pb2+、Ca2+、Cd2+、Ag2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+作干擾曲線。從圖2.8中看出,在波長(zhǎng)為600nm處除了鐵和銅,響應(yīng)值都低于20,對(duì)探針A的銅離子檢測(cè)影響很小,可以忽略。鐵離子的波峰不在600nm處,此波峰屬于鐵對(duì)熒光的一種散射

26、現(xiàn)象,并且在600nm處的響應(yīng)值僅為50左右,也可以忽略。因此在600nm處沒有干擾。 圖2.8探針A檢測(cè)干擾曲線(三實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論探針與銅離子反應(yīng)時(shí)間對(duì)檢測(cè)的影響由2.6可以看出此探針與銅離子反應(yīng)速度非?？?滴加探針與汞瞬間反應(yīng),到100s 后趨于穩(wěn)定,隨后又緩慢增加,等到了600s即10分鐘熒光強(qiáng)度不再變化。因此在實(shí)際運(yùn)用中要注意把握好時(shí)間,滴加探針10分鐘后再進(jìn)行熒光掃描會(huì)得到比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),否則會(huì)增加誤差。1.干擾離子對(duì)銅離子分析檢測(cè)的影響從圖2.8中看出,在波長(zhǎng)為600nm處除了鐵和銅,響應(yīng)值都低于20,對(duì)探針A的銅離子檢測(cè)影響很小,可以忽略。鐵離子的波峰不在600nm處,此波峰屬于

27、鐵對(duì)熒光的一種散射現(xiàn)象,并且在600nm處的響應(yīng)值僅為50左右,也可以忽略。因此在600nm處沒有干擾。2.測(cè)量范圍及極線性分析由圖2.7可得出探針A檢測(cè)銅離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性方程即y=1.761x+12.4,由此方程得R2=0.993,因此線性很好。并由此方程可得測(cè)量范圍,即把y=23.574代入方程可得x=6.345,所以測(cè)量范圍為從離子濃度大于等于6.345×10-6M/L。3.不同溶劑對(duì)熒光光譜的影響PH的影響配置不同PH值的緩沖溶液,探討不同PH對(duì)顯色反應(yīng)的影響,確定檢測(cè)的最佳PH 值。由于熒光探針在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)很容易被中水的某種物質(zhì)影響,因此其對(duì)pH的低敏感度顯得很重要。實(shí)

28、驗(yàn)研究了熒光探針B在不同pH條件下的熒光強(qiáng)度。不同pH的溶液用緩沖液的配制。在激發(fā)波長(zhǎng)為570nm,發(fā)射波長(zhǎng)為594nm處記錄穩(wěn)定的熒光強(qiáng)度。由掃描紀(jì)錄的數(shù)據(jù)看出該探針受pH影響。在pH為68的范圍內(nèi),熒光強(qiáng)度的變化不超過0.54%,因此該探針適于在中性環(huán)境中檢測(cè)。4.干擾離子對(duì)銅離子分析檢測(cè)的影響選擇干擾陽離子:Cu2+、Hg2+、Zn2+、Mg2+、Pb2+、Ca2+、Cd2+、Ag2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+進(jìn)行干擾測(cè)試。如圖所示在波長(zhǎng)為600nm處沒加銅離子的熒光響應(yīng)值均低于300,而加了銅離子的響應(yīng)值達(dá)到了2000,因此干擾很小可以忽略。(四小結(jié)本章主要對(duì)熒光探針A對(duì)銅離子的檢測(cè)進(jìn)行了研究,得出此探針具有對(duì)銅離子的高選擇性,低檢測(cè)限,其優(yōu)點(diǎn)是緩沖介質(zhì)是常見而且容易得到的水,使檢測(cè)更加方便?？梢赃\(yùn)用到實(shí)際檢測(cè)中。結(jié)束語人們?yōu)榱苏J(rèn)識(shí)、評(píng)價(jià)、改造和控制環(huán)境,必須了解引起環(huán)境質(zhì)量變化的原因,這就要對(duì)環(huán)境(包括原生環(huán)境和次生環(huán)境的各組成部分,特別是對(duì)某些危害大的污染物的性質(zhì)、來源、含