一种基于荧光猝灭铜离子的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于荧光猝灭铜离子的检测方法，属于水体检测技术领域。
【背景技术】
[0002]铜离子对水体的污染主要来源是重工业生产和制造业，尤其是电镀工业和金属加工排放的废水中含铜量较高，每升废水达到几十至几百毫克。含铜废水灌溉农田，使农作物尤其是水稻和大麦生长不良，并且对水生生物毒性也非常大。过量摄入铜会使人体神经系统受损，出现记忆力减退、注意力分散和情绪不稳定等症状。
[0003]目前现有的铜离子的检测方法主要有传统的分光光度法和原子吸收分光光度法以及比较先进的原子吸收法、电感耦合等离子体质谱法、极谱仪法和电极修饰法等。以上关于铜离子的检测方法具有费用高昂、仪器维护成本高、检测不灵敏、检测时间长、不能迅速检测等缺点。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种基于荧光猝灭铜离子的检测方法，该检测方法检测限度低，样品量小，检测准确、灵敏度高、操作简单和检测快速。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种基于荧光猝灭铜离子的检测方法，包括步骤如下:
[0007](I)将阳离子表面活性剂室温下搅拌溶解于去离子水中，制得浓度为I μπιοΙ/L?5mmol/L的阳离子表面活性剂溶液；
[0008](2)将含稀土铕(Eu)的杂多酸盐室温下搅拌溶解于去离子水中，制得浓度为I ymol/L?5mmol/L的含稀土 Eu的杂多酸盐水溶液；
[0009](3)将制得的表面活性剂溶液与含稀土 Eu的杂多酸盐水溶液，按照体积比6:1?12:1的比例混合，制得检测液；
[0010](4)提供两份相同且等量的上述检测液，取其中一份检测加入0.1?Iml去离子水，搅拌混合均匀，经激发光源激发，检测560-640nm处的荧光发射峰强度，得到标准荧光强度；
[0011](5)另一份检测液加入0.1?Iml的待检测水溶液，搅拌混合均匀，使用与步骤
(4)相同的激发光源激发，检测560-640nm处的荧光发射峰强度，得到待测荧光强度；
[0012](6)将待测荧光强度与标准荧光强度进行比较，来检测待检测水溶液中有无铜离子。
[0013]在进行检测时，待测液在590和620nm处的荧光发射峰强度减弱时，表明有铜离子存在，相反，则表明无铜离子存在。
[0014]本发明制得的检测液在波长270nm激发光源的激发下，在590和620nm处均有强烈的发射峰，其中620nm处的发射峰对含稀土Eu的杂多酸盐周围的微环境非常敏感，当待检测水溶液含有铜离子时，会导致该处荧光发射峰强度减弱，并且含有的铜离子样品量越多，猝灭效果越明显，实现了对溶液中铜离子的快速、及时且灵敏的检测。
[0015]本发明优选的，步骤⑴所述的阳离子表面活性剂为带正电荷的长烷基链表面活性剂。
[0016]进一步优选的，所述的阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、双十六烷基二甲基溴化铵或N-甲基-N'-十二烷基咪唑溴；优选的，阳离子表面活性剂溶液的浓度为
0.1mmol /L
[0017]本发明优选的，步骤⑵所述的含稀土 Eu的杂多酸盐为Na9[EuW1(]036];优选的，含稀土 Eu的杂多酸盐水溶液的浓度为0.lmmol/Lo
[0018]本发明优选的，步骤(3)中表面活性剂溶液与含稀土Eu的杂多酸盐水溶液的体积比为9:1。
[0019]本发明阳离子表面活性剂水溶液与含稀土的杂多酸盐水溶液混合制得的检测液为胶体溶液，具有明显的丁达尔效应，证明生成了表面活性剂-杂多酸盐纳米颗粒，有利于铜离子的检测。
[0020]本发明优选的，步骤(4)、步骤(5)所述的激发光源的波长为260?280nm，优选，激发光源的波长为270nm。
[0021]本发明优选的，步骤(4)中将检测液加入到样品池中，然后置于荧光分光光度计中经激发光源激发，检测液的添加量为2?3ml，样品池材质为石英样品池。
[0022]本发明优选的，步骤(4)中去离子水的加入量优选0.5ml。
[0023]本发明优选的，步骤(5)中待测水溶液的加入量为0.5ml。在烧杯中混合均匀后加入石英样品池中。
[0024]上述检测液要现用现配。
[0025]为了使测试结果更加准确，步骤(4)、步骤(5)中每一组测试均要平行进行三次，取平均数，进行比较，测试温度均为25°C。
[0026]本发明的检测原理:
[0027]本发明的检测液是由阳离子表面活性剂水溶液与含稀土 Eu的杂多酸盐水溶液按照体积比6:1?12:1的比例混合制得，由于两种分子之间存在很强的静电相互作用会生成表面活性剂-杂多酸盐纳米颗粒，该颗粒在一定波长的光源激发下具有荧光性质。当溶液中含有铜离子时，由于电荷转移作用的存在，会改变荧光发射位点的微环境，此时处于激发态的Eu无法回到基态，它会转移到铜离子，表现为荧光猝灭，实现对铜离子的快速、灵敏检测。
[0028]有益效果
[0029]1.本发明的检测方法实现了对溶液中铜离子的快速、及时且灵敏的检测，检测用量小，检测准确、灵敏度高、操作简单，本发明制得的检测液在波长270nm激发光源激发下，在590和620nm处均有强烈的发射峰，其中620nm处的发射峰对含稀土 Eu的杂多酸盐周围的微环境非常敏感，当待检测水溶液含有铜离子时，会导致该处荧光发射峰强度减弱，并且含有的铜离子样品量越多，猝灭效果越明显。
[0030]2.本发明中使用的检测原料一阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、双十六烷基三甲基溴化铵，N-甲基-K -十二烷基咪唑溴均为比较常见的阳离子表面活性剂，其价格低廉、来源广。
【附图说明】
[0031]图1为应用实验例I加入lmmol/L Cu2+与不加Cu2+待检测样品获得的荧光发射图谱；
[0032]图2为应用实验例2加入不同浓度Cu2+待检测样品获得的荧光发射光谱；
【具体实施方式】
[0033]下面结合实施例及说明书附图对本发明的技术方案做进一步阐述，但本发明保护范围不限于此。
[0034]含稀土 Eu的杂多酸盐Na9[EuW1(]036]为现有技术，可市购购得，实施例中的含稀土 Eu 的杂多酸盐 Na9[EuWiqO36]按文献 Sugeta M, Yamase T.Crystal Structure andLuminescence Site of Na9 (Euff10O36) 32H20[J].Bulletin of the Chemical Society ofJapan, 1993，66(2):444-449.公开的方法制得。
[0035]实施例1
[0036]一种基于荧光猝灭铜离子的检测方法，步骤如下:
[0037](I)将阳离子季铵盐类表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵0.00182g在室温下溶于50ml去离子水中，搅拌5min，配成浓度为0.lmmol/L的阳离子表面活性剂溶液；将含Na9[Euff10O36]杂多酸盐0.0167g在室温下溶于50ml去离子水中，搅拌5min，配成浓度为
0.lmmol/L的含稀土 Eu的杂多酸盐溶液；
[0038](2)将步骤⑴阳离子表面活性剂4.5ml和含稀土 Eu的杂多酸盐水溶液0.5ml，在室温下混合，搅拌2min，形成检测液，重复