一種檢測羥基自由基濃度的方法
2023-08-11 02:08:26 1
一種檢測羥基自由基濃度的方法
【專利摘要】本發明涉及一種檢測羥基自由基濃度的方法。本發明的技術方案將捕獲劑Ce3+加入羥基自由基產生的體系中，捕獲劑Ce3+被體系中所產生的羥基自由基氧化生成Ce4+，通過捕獲劑Ce3+的螢光強度變化測定所述捕獲劑Ce3+濃度的降低量，便可間接定量測定所產生的羥基自由基的濃度。本發明的技術方案提供了一種簡單易行、準確可靠、反應途徑唯一、反應產物單一的羥基自由基濃度檢測方法，不僅檢測成本較低，而且可以廣泛適用於各種產生羥基自由基的體系，尤其適用於超聲體系。
【專利說明】一種檢測羥基自由基濃度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種檢測羥基自由基濃度的方法，尤其涉及一種以Ce3+為捕獲劑的檢測羥基自由基濃度的方法。
【背景技術】
[0002]羥基自由基(.0H)是一種氧化能力很強的自由基，具有高度活性，可以通過電子轉移、親電加成、脫氫反應等途徑無選擇地直接與各種有機化合物作用，將有機化合物降解為二氧化碳、水和其他無害物質。因此，將羥基自由基應用於處理環境汙染物時具備反應速度快、氧化效率高、無汙染等特點。但由於羥基自由基的反應活性大，壽命短，存在濃度低，導致它的檢測存在一定的難度。
[0003]目前，檢測羥基自由基的方法主要有電子自旋共振法、高效液相色譜法、化學發光法、分光光度法和螢光分析法等，通過直接或間接方法測定羥基自由基的濃度。其中電子自旋共振法、高效液相色譜法所用儀器昂貴，操作複雜，一般實驗室難以應用。相比其他方法，螢光分析法憑藉其儀器簡單、操作方便、靈敏度高、分辨時間段等特點，被廣泛應用於羥基自由基的檢測。
[0004]申請號為CN101413896A、CN101241076A的發明專利分別公開了兩種羥基自由基濃度的測定方法。前者提供了一種製備螢光分子探針的方法，並將其應用於測定羥基自由基，該方法靈敏度高、選擇性好且對儀器要求不高，然而該方法使用的是自製備的探針，成本較高，測定機理複雜，影響測定準確度的因素多，不適宜廣泛應用。後者以對苯甲酸鈉鹽為捕獲劑，採用螢光分析法測定了在羥基自由基產生體系的環境PH〈12或羥基自由基產生體系的溶液對電導率有求的情況下的羥基自由基濃度，該方法不僅具備了前一種方法的優點，同時克服了它的缺點，但是捕獲劑與羥基自由基的反應途徑不是唯一的，反應之後的羥基化產物種類較多，從而也限制了該方法的使用範圍。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種檢測羥基自由基濃度的方法，解決了現有技術中羥基自由基濃度檢測方法過程麻煩、成本較高、且難以廣泛使用的技術問題。
[0006]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種檢測羥基自由基濃度的方法，包括以下步驟:
[0007](I)配置不同濃度的Ce3+標準溶液，用螢光分光光度計測定所述各個濃度的Ce3+標準溶液的發射光譜，所述發射光譜橫坐標為所述Ce3+標準溶液的螢光波長，縱坐標為所述Ce3+標準溶液的螢光強度；
[0008](2)根據所述發射光譜，選擇波峰對應的螢光波長數值，並繪製所述螢光波長數值處，Ce3+標準溶液的濃度和所述螢光強度對應關係的標準曲線；
[0009](3)實際測定時將捕獲劑Ce3+過量加入羥基自由基產生的體系中，所述捕獲劑Ce3+與體系中的羥基自由基反應後氧化生成Ce4+，採用螢光分光光度計檢測所述反應溶液，得到所述反應溶液的發射光譜；
[0010](4)根據所述反應溶液的發射光譜，得到步驟(2)中確定的螢光波長數值對應的螢光強度，並通過步驟(2)繪製的標準曲線得到反應溶液中剩餘捕獲劑Ce3+的濃度，計算得到反應消耗的捕獲劑Ce3+的濃度，即得到所述羥基自由基的濃度。
[0011 ] 進一步，步驟(1)和步驟(3 )中，測定所述發射光譜時採用的螢光最大激發波長為250nmo
[0012]進一步，步驟(2)和步驟(4)中，波峰對應的螢光波長數值為366nm。
[0013]進一步，所述Ce3+標準溶液的濃度範圍為O~5X 10_4mol/L。
[0014]本發明的有益效果是:本發明的技術方案提供了一種簡單易行、準確可靠、反應途徑唯一、反應產物單一的羥基自由基濃度檢測方法，不僅檢測成本較低，而且可以廣泛適用於各種產生羥基自由基的體系，尤其適用於超聲體系。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明檢測羥基自由基濃度的方法流程圖；
[0016]圖2為本發明實施例1反應溶液的發射光譜。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
[0018]本發明羥基自由基濃度的檢測方法的原理是:在羥基自由基產生的體系中，Ce3+與體系中所產生的羥基自由基反`應氧化成Ce4+，由於Ce3+具有穩定的螢光性質而Ce4+沒有螢光，當使用螢光分光光度計測定時，根據螢光強度變化情況得到消耗的Ce3+的濃度，即為羥基自由基的濃度。本發明羥基自由基檢測範圍為2.5X10_6mol/L~3.5 X 10_4mol/L，期檢測下線可達5 X lCT7mol/L。
[0019]反應方程式見下:
[0020]Ce3++.0H — Ce4++0『
[0021]圖1為本發明羥基自由基濃度檢測方法的流程圖，如圖1所示，包括以下步驟:
[0022]SlOl配置不同濃度的Ce2 (SO4)3標準溶液，每次取2~3mL標準溶液，用螢光分光光度計測定所述各個濃度的Ce2(SO4)3標準溶液的發射光譜，所述發射光譜橫坐標為所述Ce2(SO4)3標準溶液的螢光波長，縱坐標為所述Ce2(SO4)3標準溶液的螢光強度；所述發射光譜測定過程中，激發螢光的最大激發波長為250nm。所述Ce2 (SO4) 3標準溶液濃度範圍為 O ~5.0 X 10 4mol/L,可以選取 6 個不同的濃度:0mol/L、0.5 X 10 4mol/L、I X 10 4mol/L、2 X 10 4mol/L、3X 10 4mol/L、4X 10 4mol/L、5X 10 4mol/L。
[0023]S 102根據不同濃度的Ce2 (SO4) 3標準溶液的發射光譜，測得不同濃度下366nm波長處的螢光強度，並繪製所述Ce2 (SO4) 3標準溶液的濃度和所述螢光強度對應關係的標準曲線，所述標註曲線的縱坐標為測得的螢光強度，所述標註曲線的橫坐標為Ce2 (SO4) 3標準溶液的濃度；所述366nm為所述發射光譜中波峰對應的螢光波長。
[0024]S103將捕獲劑Ce2 (SO4) 3標準溶液過量的加入羥基自由基產生的體系中，反應2~IOmin後，取出2~3mL反應溶液』採用最大激發波長為250nm對所述反應溶液進行激發，並採用螢光分光光度計檢測所述反應溶液，得到所述反應溶液的發射光譜。
[0025]S104在366nm處採集所述反應溶液的發射光譜的螢光強度，並通過繪製的標準曲線得到反應溶液中剩餘捕獲劑Ce2(SO4)3的濃度，計算得到反應消耗的捕獲劑Ce2(SO4)3的濃度，所述羥基自由基的濃度即為所消耗的捕獲劑Ce2(SO4)3的濃度的2倍。
[0026]具體實施例1
[0027]對超聲體系生成的羥基自由基濃度進行測定，具體步驟如下:用容量瓶配置2.5X10_3mol/L濃度的Ce2 (SO4)3濃度250mL，將其倒入乾淨的超聲波儀器槽內，超聲2~IOmin0使用螢光分光光度計測定溶液螢光性，得到螢光強度，通過繪製的標準曲線得到溶液中剩餘的Ce2 (SO4) 3濃度，計算得到反應了的Ce2 (SO4) 3濃度，2倍Ce2 (SO4) 3濃度即為羥基自由基的濃度。測定結果為:超聲2min後，溶液中羥基自由基的濃度為1.12X10_3mol/L ;超聲4min後，溶液中羥基自由基的濃度為2.34 X 10^mol/L,超聲6min後，溶液中羥基自由基的濃度為3.40X Krtiol/L，超聲8min後，溶液中羥基自由基的濃度為4.48 X 10_3mOl/L，如圖2所示。
[0028]本發明的技術方案提供了一種簡單易行、準確可靠、反應途徑唯一、反應產物單一的羥基自由基濃度檢測方法，不僅檢測成本較低，而且可以廣泛適用於各種產生羥基自由基的體系，尤其適用於超聲體系。
[0029]以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換`、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種檢測羥基自由基濃度的方法，包括以下步驟: (O配置不同濃度的Ce3+標準溶液，用螢光分光光度計測定所述各個濃度的Ce3+標準溶液的發射光譜，所述發射光譜橫坐標為所述Ce3+標準溶液的螢光波長，縱坐標為所述Ce3+標準溶液的螢光強度； (2)根據所述發射光譜，選擇波峰對應的螢光波長數值，並繪製所述螢光波長數值處，Ce3+標準溶液的濃度和所述螢光強度對應關係的標準曲線； (3)實際測定時將捕獲劑Ce3+過量加入羥基自由基產生的體系中，所述捕獲劑Ce3+與體系中的羥基自由基反應後氧化生成Ce4+，採用螢光分光光度計檢測所述反應溶液，得到所述反應溶液的發射光譜； (4)根據所述反應溶液的發射光譜，得到步驟(2)中確定的螢光波長數值對應的螢光強度，並通過步驟(2)繪製的標準曲線得到反應溶液中剩餘捕獲劑Ce3+的濃度，計算得到反應消耗的捕獲劑Ce3+的濃度，即得到所述羥基自由基的濃度。
2.根據權利要求1所述的一種檢測羥基自由基濃度的方法，其特徵在於:步驟(I)和步驟(3)中，測定所述發射光譜時採用的螢光最大激發波長為250nm。
3.根據權利要求1或2所述的一種檢測羥基自由基濃度的方法，其特徵在於:步驟(2)和步驟(4)中，波峰對應的螢光波長數值為366nm。
4.根據權利要求3所述的一種檢測羥基自由基濃度的方法，其特徵在於:所述Ce3+標準溶液的濃度範圍為O?5X 10_4mOl/L。
【文檔編號】G01N21/64GK103776808SQ201410034854
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】宋功武, 儲濤, 朱晶晶, 田甜, 何瑜 申請人:鼎泰（湖北）生化科技設備製造有限公司