2，3，7－三羥基－9－（2，4－二羥基）苯基熒光酮熒光猝滅法測定微量鉛

杜容山 王詠梅 黃應平 余 麗 賈麗婷

（1.宜昌市環境保護監測站，湖北 宜昌 443000；2.三峽大學 三峽庫區生態環境教育部工程研究中心，湖北宜昌 443002）

工農業生產所排放的重金屬廣泛存在于水體和土壤之中，重金屬元素的毒性不僅難以消減，而且有些重金屬元素被微生物作用轉化為毒性更強的化合物，如汞被轉化為毒性更強的甲基汞.重金屬離子在自然界中的廣泛存在及污染特性帶來很多負面影響，如生物體發生重金屬離子中毒產生基因變異、誘發新有害物種的產生、引發環境災害事故，大量的重金屬離子通過食物鏈危害人體的身體健康，致畸、致突變、致癌.對重金屬的含量進行科學準確檢測是對重金屬元素進行控制和治理的前期工作，因此，研究重金屬元素的分析方法具有重要理論意義和現實意義.在重金屬離子分析中，Pb2＋因生物毒性顯著備受研究.目前常用的分析測定Pb2＋方法有分子光譜法［1］、原子吸收光譜法［2－4］、等離子體原子 發 射 光 譜法［5－6］等.分子光譜法以儀器相對廉價、操作簡單、結果準確應用范圍較廣，分子光譜法中的熒光分析法以檢出限低、靈敏度高受到重視.本文選用2，3，7－三羥基－9－（2，4－二羥基）苯基熒光酮（DHPF）作為熒光試劑，研究該試劑與Pb2＋配位反應產生熒光猝滅效應.實驗結果表明：在pH 7.60NH3·H2O－NH4Cl緩沖溶液中，加入陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化胺（CTMAB），該試劑與Pb2＋發生配位反應產生熒光猝滅現象，熒光猝滅值與 Pb2＋的含量在0－1.60μg／5mL范圍內呈線性關系.該方法用于狗牙根中Pb2＋的測定，結果滿意.

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

F－4500型熒光分光光度計（日本日立公司），DELTA 320pH計（梅特勒－托利多儀器有限責任公司）.

分別配制1.00μg／mL的Pb2＋工作溶液，1.00×10－4mol／L的 DHPF乙醇工作溶液，1.00×10－3mol／L的CTMAB水溶液和NH3·H2O－NH4Cl緩沖溶液，pH 7.60.

1.2 實驗方法

在10mL比色管中依次加入DHPF溶液、CTMAB水溶液、NH3·H2O－NH4Cl緩沖溶液和Pb2＋工作液，其體積分別為0.22mL、0.40mL、1.60mL和1.0mL，用二次蒸餾水定容至5mL，搖勻.用同樣方法配制試劑空白.室溫下放置12min后，在熒光光度計上EX和EM 都為2.5nm，于λex＝506nm，λem＝538nm處分別測定試劑空白熒光強度F0和三元體系熒光強度F，計算熒光猝滅值ΔF（ΔF＝F0－F）.

2 結果與討論

2.1 熒光發射光譜圖

pH 7.60NH3·H2O－NH4Cl緩沖介質中，用熒光光度計分別掃描不同體系的熒光強度如圖1所示.DHPF的最大激發波長和最大發射波長分別為λex＝506nm，λem＝538nm（圖a）；在圖a的體系中加入Pb2＋，DHPF與Pb2＋發生配位反應，其體系熒光強度減弱（圖b）.在圖a的體系中加入CTMAB，相對圖（a）DHPF的熒光值變小（圖c）；在圖c的體系中加入Pb2＋，體系熒光值進一步變小（圖d），其Pb2＋加入量與體系熒光猝滅程度成比例關系，依此建立熒光猝滅法測定微量Pb2＋，本文采用λex＝506nm，λem＝538 nm進行測定.

圖1 熒光發射光譜

2.2 酸度的影響

考慮了不同的酸度介質 Na2HPO4－KH2PO4、Na2B4O7－NaOH、NH3·H2O－NH4Cl對熒光猝滅程度的影響，結果表明在NH3·H2O－NH4Cl介質中三元體系的熒光猝滅效果最為明顯且穩定.在三元體系中改變NH3·H2O－NH4Cl緩沖溶液的pH值，試驗酸度對體系熒光猝滅程度的影響，試驗表明，在pH 7.55～7.66范圍內熒光猝滅值較大且穩定（如圖2所示），本文選用pH 7.60；該pH 值 NH3·H2ONH4Cl緩沖溶液用量在1.50～1.70mL范圍內體系熒光猝滅值最大且恒定（如圖3所示），本文選用1.60 mL.

圖2 酸度的影響

圖3 緩沖液用量的影響

2.3 熒光試劑用量的影響

DHPF是一種熒光強度比較大的試劑，不僅與重金屬離子配位反應會產生熒光猝滅，自身分子間碰撞也會產生熒光猝滅效應，因此需要選用適合的DHPF濃度用量.實驗發現，1.00×10－4mol／L DHPF乙醇溶液用量在0.20～0.26mL范圍內熒光猝滅值最大且恒定（如圖4所示），本文選用量為0.22mL.

圖4 顯色劑用量的影響

2.4 表面活性劑的影響

試驗不同表面活性劑對熒光猝滅程度的影響.結果表明：陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）對增大熒光猝滅值效果最佳，陰離子表面活性劑十二烷基磺酸鈉（SDS）和非離子表面活性劑Tween－80幾乎沒有增大熒光猝滅值效果.1.00×10－3mol／L CTMAB用量在0.35～0.45mL較大且穩定（如圖5所示），本文選用0.40mL.

圖5 表面活性劑的影響

2.5 反應時間及穩定性

試驗了熒光猝滅值與時間的關系，結果發現，試劑與重金屬離子配位反應很快完全（如圖6所示），用水浴給反應體系加熱，當溫度超過35℃時，體系的熒光猝滅值下降明顯（如圖7所示），本文選用室溫下定容后4min進行測定.

圖6 反應時間的影響

圖7 溫度的影響

2.6 工作曲線

按實驗方法操作，在體系中加入不同量的Pb2＋繪制工作曲線.實驗結果表明，體系的熒光猝滅值ΔF與Pb2＋含量在0～1.60μg／5mL范圍內成線性關系，工作曲線回歸方程為ΔF＝294.841 7×C＋4.715 6（C：μg／5mL），相關系數r＝0.999 1，測定Pb2＋檢出限為0.02μg／5mL，定量限是0.06μg／5mL.

圖8 工作曲線

2.7 配位化合物的配位比

平衡移動法可適用于弱離解試劑所形成的配位化合物的摩爾比測定，且對試劑的純度要求不是很高.在CTMAB過量存在下，采用平衡移動法測定配位化合物的組成比為Pb2＋∶DHPF＝1∶2（見圖9）.

圖9 配位比的確定

2.8 共存離子的影響

按實驗方法操作，測定常見的離子對該體系的熒光猝滅值的影響程度.在測定條件下，對于1.00μg Pb2＋／5mL，熒光猝滅值△F相對誤差不大于±5%時，視為不干擾，共存離子的允許量（以下離子含量均沒有做到上限）為（μg）：Co2＋（4）；Ba2＋（60）；Cr6＋（6）；Ag＋（25）；Mg2＋（10）；Zn2＋（12）；Fe2＋（4）；Fe3＋（4，加入0.2mL 8.69×10－3mol／L酒石酸鈉）；Mn2＋（6）；Cu2＋（5，加入0.2mL 6.56×10－2mol／L硫脲）；K＋（800）；Na＋（700）；F－（1 200）；NO3－（680）；SO42－（250）；Cl－（600）；酒石酸鈉（400）；硫脲（1000）；抗壞血酸（8）；草酸鈉（20）.

3 樣品分析

取在兩種Pb2＋濃度脅迫下生長的狗牙根各一株，先用自來水清洗5次，再用蒸餾水漂洗3次，晾干，分別裝進自制的大信封中，放進干燥箱中60℃烘干并稱重.將狗牙根用24mL HNO3－HCLO4（V∶V＝3∶1）90℃消煮，待溶液冒白煙把消煮溫度提高到180℃，溶液近干時關掉電源，冷卻，再加入10mL HNO3－HCLO4（V∶V＝3∶1）消煮，溶液近干時關掉電源、冷卻，加二次蒸餾水趕酸調節溶液的酸度，加入抗壞血酸，靜置，過濾，用二次蒸餾水洗滌，濾液和洗滌液一并收集，轉入1 000mL容量瓶中，二次蒸餾水定容，用原子吸收法測定值作為參考值，用擬定方法測定狗牙根中Pb2＋的含量見表1.

表1 狗牙根中鉛的測定

［1］ 邱 艷，葉群麗，劉 凱.二甲酚橙分光光度法測定土壤中鉛的研究［J］.安徽農業科技，2011，39（21）：12742－12743.

［2］ Lenka Husakova，Jitka Sramkova，Tomas Cernohorsky.Direct Determination of Cd and Pb in Human Urine by GFAAS with Deuterium－lamp Background Correction U－sing Different Chemical Modifiers［J］.Chemia Analityczna，2007，52（4）：579－596.

［3］ 杜容山，王詠梅，宋笑飛.螯合樹脂在線富集火焰原子吸收法測定痕量鉛和鎘［J］.分析科學學報，2012，28（4）：564－566.

［4］ Sitki Baytak.Solid－Phase Extractor with Ram Horn Powder for Lead and Cadmium Determination in Environmental Samples by Flame Atomic Absorption Spectrometry［J］.Acta Chimica Slovenica，2007，54（2）：385－391.

［5］ Sabarudin A，Lenghor N，Liping Y，et al.Automated Online Preconcentration System for the Determination of Trace Amounts of Lead Using Pb－selective Resin and Inductively Coupled Plasma－atomic Emission Spectrometry［J］.Spectroscopy Letters，2006，39（6）：669－682.

［6］ Mustafa Tuerkmen，Canan Ciminli.Determination of Metals in Fish and Mussel Species by Inductively Coupled plasma－atomic Emission Spectrometry［J］.Food Chemistry，2007，103（2）：670－675.