一种荧光设备用于铜离子定量检测的比色分析方法
【专利摘要】本发明涉及荧光比色分析，是一种荧光设备用于铜离子定量检测的比色分析方法：铜离子溶液与实验室合成的罗丹明荧光指示剂反应能够使其荧光增强，采用自制的荧光比色设备，通过365nm特定波长的光对指示剂进行激发。用电子成像设备，如扫描仪、数码相机等捕捉铜离子加入前后指示剂的荧光颜色变化。提取其颜色变化前后图像中红、绿、蓝（RGB）三个通道的颜色变化值，构建铜离子与之相对应浓度梯度的标准曲线。在样品测试过程中，将所得样品的颜色变化值与曲线中的值比对，从而对未知样品中的铜离子进行定量的选择性分析。该方法可检测10-5M的铜离子浓度，并可有效排除9种离子共存干扰，具有较高的选择性。
【专利说明】—种荧光设备用于铜离子定量检测的比色分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及荧光比色方法，具体地说是一种荧光设备用于铜离子定量检测的比色分析方法。
【背景技术】
[0002]铜，因其优良的机械强度，较好的延展性，超强的记忆本领，以及稳定的化学性质而被广泛应用于钢铁、冶金、油漆、国防、电子、化学以及陶瓷等工业，给生产带来了革命性的变革。各种铜的污染也随之流失到环境中，给人们的生活带来威胁。铜虽是人体生命活动所必须的金属元素,每人每天可能的铜需要量为25-35 μ g,铜在体内参与酶的组成与代谢，能促进胰岛素分泌，降低血糖。然而，过量的铜对人体造成的危害确是不容忽视的。过量铜的摄入可导致心肌、脑部、肝肺以及肾功能的性变，甚至引发癌症。因此，在工业分析、环境检测、药物筛选及生命科学各领域均需要对铜的含量进行测定。我国在新的《生活饮用水卫生标准》中对日常饮用水中铜离子的含量进行了明确规定，不可超出lmg/L。
[0003]国际上目前广泛采用的铜离子定性定量检测技术包括:分光光度法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、阳极溶出伏安法、等离子体感应光谱法等。
[0004]这些方法能够成功检测水中铜离子污染物，但普遍成本较高，需要大型仪器和熟练的操作人员，且一般在现场采样，然后送到实验室进行离线分析，存在耗时，分析步骤复杂，分析仪器昂贵，采样频率低以及样品不易保存等缺点。在有些情况下，需要及时知道环境污染情形，以便迅速制定相应的处理对策。面对这些难题，最理想的解决方法就是原位实时检测。目前市面上也有一些商品化的铜离子检测试纸，有些采取浸润含指示剂的有机溶液并晾干制得，未充分考虑指示剂的固定，导致试纸易脱色；另一些采用在制造试纸过程中将指示剂与纸浆混合进行制备，制作过程繁琐，且检测灵敏度不甚理想。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种荧光设备用于铜离子定量检测的比色分析方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]—种荧光设备用于铜离子定量检测的比色分析方法，包括罗丹明喹啉类荧光指示剂的合成，铜离子的螯合，荧光比色设备的搭建，荧光比色读取，以及样品测定，其特征在于:
[0008]结合8-羟基喹啉与罗丹明指示剂对金属离子的螯合能力，合成罗丹明喹啉类荧光指示剂，对不同浓度的铜离子进行检测；采用荧光比色设备，通过数码相机对铜离子与指示剂反应后的荧光变化图像进行采集，提取其颜色变化前后图像中红、绿、蓝(RGB)三个通道的颜色变化值，构建铜离子与之相对应浓度梯度的标准曲线；
[0009]I)罗丹明喹啉类指示剂的合成:采用简单的一步合成，将罗丹明B酰肼②与8-羟基喹啉-2-甲醛反应，生成罗丹明喹啉类铜离子荧光指示剂①:[0010]
【权利要求】
1.一种荧光设备用于铜离子定量检测的比色分析方法，包括罗丹明喹啉类荧光指示剂的合成，铜离子的螯合，荧光比色设备的搭建，荧光比色读取，以及样品测定，其特征在于: 结合8-羟基喹啉与罗丹明指示剂对金属离子的螯合能力，合成罗丹明喹啉类荧光指示剂，对不同浓度的铜离子进行检测；采用荧光比色设备，通过数码相机对铜离子与指示剂反应后的荧光变化图像进行采集，提取其颜色变化前后图像中红、绿、蓝(RGB)三个通道的颜色变化值，构建铜离子与之相对应浓度梯度的标准曲线； 1)罗丹明喹啉类指示剂的合成:采用简单的一步合成，将罗丹明B酰肼②与8-羟基喹啉-2-甲醛反应，生成罗丹明喹啉类铜离子荧光指示剂①:
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述铜离子指示剂为罗丹明喹啉类荧光指示剂，结合了罗丹明以及8-羟基喹啉对金属离子的螯合作用。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述数码成像设备为彩色成像设备，如CCD、数码相机或扫描仪。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:指示剂加铜离子反应后的颜色能够经由Photoshop软件，通过数字化的形式反映出来，为定量分析提供依据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述塑料小管本身为无色透明圆柱形，其内径6mm,外径8mm,高12mm,其管底透光性良好。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述荧光激发设备为8盏4V20mA的发光二极管紫外灯串联，并将其均匀的固定在一个顶部封闭的黑色套桶中央，套桶下端开口，构成一个面光源，发光二极管下方固定有一个直径为2.5cm的仅可让365nm光通过的窄带滤光片，使透过的光只有365nm左右；另外,在放反应溶液的小管底部下方配有另一个400-700nm的带通滤光片,用来过滤掉发光二极管灯发出的背景光。
7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于:在样品测试过程后，提取指示剂加铜离子前后的图像，采用Photoshop软件将直观的图像数字化后，提取颜色变化前后图像中的红(R)、绿(G)、蓝(B)三个通道的颜色变化值(AR=R反应后-R反鋪，AG=G反应后-G反鋪，AB=B-B &Μ?)，通过颜色变化值与浓度梯度构建铜离子的浓度梯度曲线。
【文档编号】G01N21/64GK103512872SQ201210222091
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月29日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】冯亮, 关亚风, 李慧, 吕永军, 李笑 申请人:中国科学院大连化学物理研究所