[發明專利]一種熒光設備用于銅離子定量檢測的比色分析方法

有效

• 申請號: 201210222091.4
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN103512872A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 馮亮;關亞風;李慧;呂永軍;李笑
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及熒光比色方法，具體地說是一種熒光設備用于銅離子定量檢測的比色分析方法。

背景技術

銅，因其優良的機械強度，較好的延展性，超強的記憶本領，以及穩定的化學性質而被廣泛應用于鋼鐵、冶金、油漆、國防、電子、化學以及陶瓷等工業，給生產帶來了革命性的變革。各種銅的污染也隨之流失到環境中，給人們的生活帶來威脅。銅雖是人體生命活動所必須的金屬元素，每人每天可能的銅需要量為25-35μg，銅在體內參與酶的組成與代謝，能促進胰島素分泌，降低血糖。然而，過量的銅對人體造成的危害確是不容忽視的。過量銅的攝入可導致心肌、腦部、肝肺以及腎功能的性變，甚至引發癌癥。因此，在工業分析、環境檢測、藥物篩選及生命科學各領域均需要對銅的含量進行測定。我國在新的《生活飲用水衛生標準》中對日常飲用水中銅離子的含量進行了明確規定，不可超出1mg/L。

國際上目前廣泛采用的銅離子定性定量檢測技術包括：分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法、陽極溶出伏安法、等離子體感應光譜法等。

這些方法能夠成功檢測水中銅離子污染物，但普遍成本較高，需要大型儀器和熟練的操作人員，且一般在現場采樣，然后送到實驗室進行離線分析，存在耗時，分析步驟復雜，分析儀器昂貴，采樣頻率低以及樣品不易保存等缺點。在有些情況下，需要及時知道環境污染情形，以便迅速制定相應的處理對策。面對這些難題，最理想的解決方法就是原位實時檢測。目前市面上也有一些商品化的銅離子檢測試紙，有些采取浸潤含指示劑的有機溶液并晾干制得，未充分考慮指示劑的固定，導致試紙易脫色；另一些采用在制造試紙過程中將指示劑與紙漿混合進行制備，制作過程繁瑣，且檢測靈敏度不甚理想。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熒光設備用于銅離子定量檢測的比色分析方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種熒光設備用于銅離子定量檢測的比色分析方法，包括羅丹明喹啉類熒光指示劑的合成，銅離子的螯合，熒光比色設備的搭建，熒光比色讀取，以及樣品測定，其特征在于：

結合8-羥基喹啉與羅丹明指示劑對金屬離子的螯合能力，合成羅丹明喹啉類熒光指示劑，對不同濃度的銅離子進行檢測；采用熒光比色設備，通過數碼相機對銅離子與指示劑反應后的熒光變化圖像進行采集，提取其顏色變化前后圖像中紅、綠、藍（RGB）三個通道的顏色變化值，構建銅離子與之相對應濃度梯度的標準曲線；

1）羅丹明喹啉類指示劑的合成：采用簡單的一步合成，將羅丹明B酰肼②與8-羥基喹啉-2-甲醛反應，生成羅丹明喹啉類銅離子熒光指示劑①：

2）銅離子的螯合：向步驟1）獲得的1mL銅離子熒光指示劑的溶液（5×10^-4M）中分別加入12.5μL的1.6×10^-3M、3.2×10^-3M、4.8×10^-3M、6.4×10^-3M、8×10^-3M、1.6×10^-2M、4×10^-2M、8×10^-2M的銅離子溶液，將其放入70℃（±2℃）的水浴鍋中恒溫反應30min（±2min）后，溶液的顏色由淺粉色變成紅色，溶液趨于穩定；

3）熒光比色設備的搭建：選用360-410nm發光二極管，經由可讓365nm光通過的窄帶濾光片濾光后得到較單一的365nm光源作為熒光紫外激發光源；取200微升步驟2）反應后獲得的溶液置于透明塑料小管中，采用該激發光源對羅丹明喹啉類指示劑以及其與不同濃度銅離子反應后的溶液進行激發；

4）熒光比色讀取：經由數碼成像設備對步驟3）激發后的溶液熒光顏色從小管底部進行成像，將顏色通過Photoshop軟件數字化后，提取顏色變化前后圖像中的紅（R）、綠（G）、藍（B）三個通道的顏色變化值（⊿R=R_反應后-R_反應前，⊿G=G_反應后-G_反應前，⊿B=B_反應后-B_反應前），與銅離子濃度構建相應的濃度梯度曲線；

5）樣品測定：將12.5μL未知濃度的銅離子樣品與步驟1）獲得的羅丹明喹啉類銅離子熒光指示劑的溶液（5×10^-4M）1mL反應后，進行成像分析，得到的顏色變化值代入其上建立的濃度梯度曲線，求得銅離子濃度。