一种苯胺的荧光检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种水体和土壤中苯胺污染物的荧光检测方法，属于化学传感器检测材料【技术领域】。该方法是基于苯胺对螺吡喃纤维素试纸的荧光淬灭作用来定性、定量检测苯胺。具体技术内容有：（1）根据系列浓度苯胺/甲醇标准溶液浸泡过后的螺吡喃纤维素试纸在紫外激发下的荧光强度变化绘制荧光强度-苯胺浓度标准曲线；（2）测量经过未知苯胺/甲醇溶液浸泡过后的螺吡喃纤维素试纸的荧光强度，对比标准曲线，从而获得未知溶液中的苯胺浓度。由于荧光检测具有高灵敏度和良好选择性特点，因而可以克服溶液中残留的微生物等悬浮物的干扰，可快速高效地定性定量检测环境中的苯胺。
【专利说明】一种苯胺的荧光检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于苯胺对螺吡喃纤维素荧光试纸的荧光淬灭作用来定性定量 检测水体和土壤中苯胺污染物的浓度的方法，属于化学传感器检测材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 苯胺（Aniline)，分子式为C6H5NH2，是最简单的芳香胺，同时也是许多工业化学合 成的前驱体，如染料、药物、树脂等。但是苯胺本身具有很强的毒性和致癌作用，因此苯胺在 生产、储运及使用过程中，一旦泄露会造成严重的环境污染，直接威胁人们的生存环境，甚 至会引发严重的社会恐慌。如2012年12月31日，山西长治市天脊煤化工公司发生的苯胺 泄露事故直接导致了河北邯郸市纯净水的抢购狂潮。要消除类似的社会恐慌，得益于公信 部门对污染信息的及时发布，而这一过程依赖于高效的检测手段。
[0003] 针对苯胺的检测方法很多，如电化学方法、紫外可见分光光度计法等。与紫外可见 分光光度计检测方法相比，荧光检测具有特殊的优势。由于荧光检测只对能产生荧光信号 的物质敏感，选择性好，灵敏度高，检出极限低。尤其是针对户外环境的实地监测，样品中常 含有难以去除的微生物或其它悬浮物，如未经特殊纯化处理，就会严重影响紫外可见分光 光度计的测试结果，测量值往往偏高。而利用选择性好的荧光检测方法则可以避免上述干 扰，从而可实现对上述样品的直接测量。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种基于苯胺对螺吡喃纤维素荧光试纸的荧光淬灭作用，将 苯胺的浓度变化转化为荧光信号，利用标准曲线法，实现对环境中苯胺污染物精确测量的 苯胺的荧光检测方法。
[0005] 本发明的检测依据： 苯胺能够使螺吡喃纤维素试纸的荧光淬灭，而且这种淬灭作用的大小与苯胺的浓度直 接相关。因此根据不同苯胺浓度下螺吡喃纤维素试纸的荧光响应，反过来便可用于苯胺浓 度的检测。
[0006] 因此，本发明的快速检测方法中首先需要制备螺吡喃纤维素试纸，其步骤如下： 将10g纤维素滤纸屑浸泡到300 mL四氢呋喃中，用高速搅拌器充分搅碎成浆液，然后 加入1.90g3-(3'，3'-二甲基-6-硝基螺[吡喃_2,2'-吲哚啉]-1'-基）丙酸、 0. 1527 g 4-二甲氨基哌啶；将上述混合物搅拌冷却至0°C。在氮气保护下，将1. 135 g二 环己基碳二亚胺溶解到25 mL四氢呋喃中，然后缓慢滴加进上述混合物中，保持0°C左右搅 拌2h后，然后室温下继续搅拌反应24h结束。过滤，依次用四氢呋喃、乙醇、水洗涤、干燥获 得螺吡喃纤维素滤饼。第二步，将上述滤饼重新分散到约500 mL去离子水中，打碎成纸浆， 用传统造纸方法即可获得螺吡喃纤维素试纸。
[0007] 苯胺检测 由于苯胺的比重稍大于水，且在水中的溶解度有限，因而苯胺常沉降到河床或河岸的 泥沙中，容易造成持续性污染，因此在检测过程中，不能只检测水中的苯胺污染物。针对水 体和土壤两种不同的测试样本，本发明公布了详细的取样测试流程。
[0008] 本发明的具体步骤如下： (1) 荧光强度标准曲线法的制定： 配制浓度为l〇_8mol/L至0. lmol/L不等的系列标准苯胺/甲醇溶液，利用上述溶液将 螺吡喃纤维素试纸浸泡3min，干燥处理后，测定样品在365nm紫外光激发下的荧光发射光 谱，并以此绘制出螺吡喃纤维素试纸最大荧光强度与苯胺浓度之间的标准曲线，y = % + A1 exp (-x/t^ + A2 exp (-x/t2) + A3 exp (-x/t3), y〇 = 3. 93854E6, A1 = 1. 76481E6, = 8. 46529E-4, A2 = 7. 22378E5, t2 = 5. 26643E-7, A3 = 1. 60279E6, t3 = 0. 05159, R-square = 0.99657. (2) 苯胺浓度的测定： 将苯胺从污染样本(水或土壤）中萃取出，并配成苯胺/甲醇待测试溶液。将螺吡喃纤 维素试纸浸入上述溶液中，充分浸泡3min后干燥。测定相同激发波长下螺吡喃纤维素试纸 的最大荧光强度值，并与螺吡喃纤维素试纸荧光强度标准曲线进行比对，精确测量待测溶 液中的苯胺浓度。经过多次测量取统计平均值。
[0009] 本发明的优点是充分利用了荧光检测的优势，即选择性好、灵敏度高，适合野外污 染环境中苯胺的实地监测。由于荧光检测具有高灵敏度和良好选择性特点，尤其是针对户 外环境的实地监测，样品中常含有难以去除的微生物或其它悬浮物，如未经特殊纯化处理， 就会严重影响紫外可见分光光度计的测试结果，测量值往往偏高。而利用选择性好的荧光 检测方法则可以避免上述干扰，从而可实现对上述样品的直接测量。
[0010]
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1 :螺吡喃纤维素试纸荧光亮度随苯胺浓度变化的实物照片。
[0012] 图2 :不同苯胺污染样品的检测流程示意图。
[0013] 图3 :螺吡喃纤维素试纸随苯胺浓度变化的荧光发射光谱。
[0014] 图4 :1(T8 mol/L至0· 1 mol/L系列浓度的苯胺/甲醇溶液中获得的螺吡喃荧光强 度标准曲线。
[0015] 图5 :荧光强度标准曲线法下苯胺浓度测试值与真实值的对比。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图并通过具体实施例来详细说明本发明。
[0017] 实施例 1-8 : 我们选取多组具有不同浓度的苯胺/甲醇溶液作为待测试样本，分别按照下述的方法 和步骤进行苯胺浓度的测试，所获得的苯胺浓度测量值在表1详细列出： (1)荧光强度标准曲线法的制定 配制浓度为1〇_8 mol/L至0. lmol/L不等的系列标准苯胺/甲醇溶液，将螺吡喃纤维素 试纸浸泡3 min，干燥处理后，测定样品在365nm紫外光激发下的荧光发射光谱，并以此绘 制出螺吡喃纤维素试纸最大荧光强度与苯胺浓度之间的标准曲线。
[0018] (2)苯胺浓度的测定 将苯胺从污染样本(水或土壤）中萃取出，并配成苯胺/甲醇待测试溶液。将螺吡喃纤 维素试纸浸入上述溶液中，充分浸泡3min后干燥。测定相同激发波长下螺吡喃纤维素试纸 的最大荧光强度值，并与螺吡喃纤维素试纸荧光强度标准曲线进行比对，精确测量待测溶 液中的苯胺浓度。经过多次测量取统计平均值。
[0019] 可靠性验证： 在每一实施例中，均多次测量取统计平均值。如说明书附图5所示，根据标准差分析 (数据详见表1)，荧光强度标准曲线法的测量精度很高，其最佳的浓度测试范围为1〇_6 mol/ L~1(T3 mol/L。如按照一定的比例稀释或浓缩待测样品，将苯胺的浓度调节到最佳的测试范 围内，可进一步提高测试精度。利用上述荧光检测方法可以对浓度为ΚΓ 7 mol/L~0. 1 mol/ L的苯胺污染物高效地定性定量检测，同时由于荧光检测的高选择性和高灵敏度，适合苯胺 环境污染的实地监测。
[0020] 表1荧光标准曲线法的苯胺浓度测试值与真实值
【权利要求】
1. 一种苯胺的荧光检测方法，其特征在于它以螺吡喃纤维素试纸作为检测媒介，包括 具体步骤如下：第一步，在超声辅助下，配制系列不同浓度的苯胺/甲醇标准溶液，将螺吡 喃纤维素试纸分别浸入到上述溶液中浸泡相同的时间，经过干燥处理后测量荧光光谱，绘 制出螺吡喃纤维素试纸最大荧光强度与苯胺浓度之间的标准曲线；第二步，将螺吡喃纤维 素试纸浸泡到待测的苯胺/甲醇溶液中，浸泡时间和处理方式与上一步相同，测定相同激 发波长下螺吡喃纤维素试纸的最大荧光强度，并与荧光强度苯胺浓度标准曲线进行比对， 获得待测溶液中苯胺浓度的精确测量值；经过多次测量取统计平均值。
2. 根据权利要求1所述苯胺的荧光检测方法，其特征在于苯胺/甲醇标准溶液的浓度 范围为l(T8mol/L?0· 1 mol/L，浸泡时间为3 min，荧光激发波长为365 nm。
【文档编号】G01N21/64GK104155270SQ201410344631
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】田进涛, 田卫国, 毛玉峰 申请人:中国海洋大学