一種檢測羥基自由基濃度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種檢測羥基自由基濃度的方法。本發(fā)明的技術方案將捕獲劑Ce3+加入羥基自由基產(chǎn)生的體系中，捕獲劑Ce3+被體系中所產(chǎn)生的羥基自由基氧化生成Ce4+，通過捕獲劑Ce3+的熒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(chǎn)生的羥基自由基的濃度。本發(fā)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(chǎn)物單一的羥基自由基濃度檢測方法，不僅檢測成本較低，而且可以廣泛適用于各種產(chǎn)生羥基自由基的體系，尤其適用于超聲體系。
【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(fā)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，將羥基自由基應用于處理環(huán)境污染物時具備反應速度快、氧化效率高、無污染等特點。但由于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(fā)光法、分光光度法和熒光分析法等，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，操作復雜，一般實驗室難以應用。相比其他方法，熒光分析法憑借其儀器簡單、操作方便、靈敏度高、分辨時間段等特點，被廣泛應用于羥基自由基的檢測。
[0004]申請?zhí)枮镃N101413896A、CN101241076A的發(fā)明專利分別公開了兩種羥基自由基濃度的測定方法。前者提供了一種制備熒光分子探針的方法，并將其應用于測定羥基自由基，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制備的探針，成本較高，測定機理復雜，影響測定準確度的因素多，不適宜廣泛應用。后者以對苯甲酸鈉鹽為捕獲劑，采用熒光分析法測定了在羥基自由基產(chǎn)生體系的環(huán)境PH〈12或羥基自由基產(chǎn)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(yōu)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，反應之后的羥基化產(chǎn)物種類較多，從而也限制了該方法的使用范圍。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)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(xiàn)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(fā)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，用熒光分光光度計測定所述各個濃度的Ce3+標準溶液的發(fā)射光譜，所述發(fā)射光譜橫坐標為所述Ce3+標準溶液的熒光波長，縱坐標為所述Ce3+標準溶液的熒光強度；
[0008](2)根據(jù)所述發(fā)射光譜，選擇波峰對應的熒光波長數(shù)值，并繪制所述熒光波長數(shù)值處，Ce3+標準溶液的濃度和所述熒光強度對應關系的標準曲線；
[0009](3)實際測定時將捕獲劑Ce3+過量加入羥基自由基產(chǎn)生的體系中，所述捕獲劑Ce3+與體系中的羥基自由基反應后氧化生成Ce4+，采用熒光分光光度計檢測所述反應溶液，得到所述反應溶液的發(fā)射光譜；
[0010](4)根據(jù)所述反應溶液的發(fā)射光譜，得到步驟(2)中確定的熒光波長數(shù)值對應的熒光強度，并通過步驟(2)繪制的標準曲線得到反應溶液中剩余捕獲劑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(fā)射光譜時采用的熒光最大激發(fā)波長為250nmo
[0012]進一步，步驟(2)和步驟(4)中，波峰對應的熒光波長數(shù)值為366nm。
[0013]進一步，所述Ce3+標準溶液的濃度范圍為O~5X 10_4mol/L。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)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(chǎn)物單一的羥基自由基濃度檢測方法，不僅檢測成本較低，而且可以廣泛適用于各種產(chǎn)生羥基自由基的體系，尤其適用于超聲體系。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明檢測羥基自由基濃度的方法流程圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實施例1反應溶液的發(fā)射光譜。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0018]本發(fā)明羥基自由基濃度的檢測方法的原理是:在羥基自由基產(chǎn)生的體系中，Ce3+與體系中所產(chǎn)生的羥基自由基反`應氧化成Ce4+，由于Ce3+具有穩(wěn)定的熒光性質而Ce4+沒有熒光，當使用熒光分光光度計測定時，根據(jù)熒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(fā)明羥基自由基檢測范圍為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(fā)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，用熒光分光光度計測定所述各個濃度的Ce2(SO4)3標準溶液的發(fā)射光譜，所述發(fā)射光譜橫坐標為所述Ce2(SO4)3標準溶液的熒光波長，縱坐標為所述Ce2(SO4)3標準溶液的熒光強度；所述發(fā)射光譜測定過程中，激發(fā)熒光的最大激發(fā)波長為250nm。所述Ce2 (SO4) 3標準溶液濃度范圍為 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(jù)不同濃度的Ce2 (SO4) 3標準溶液的發(fā)射光譜，測得不同濃度下366nm波長處的熒光強度，并繪制所述Ce2 (SO4) 3標準溶液的濃度和所述熒光強度對應關系的標準曲線，所述標注曲線的縱坐標為測得的熒光強度，所述標注曲線的橫坐標為Ce2 (SO4) 3標準溶液的濃度；所述366nm為所述發(fā)射光譜中波峰對應的熒光波長。
[0024]S103將捕獲劑Ce2 (SO4) 3標準溶液過量的加入羥基自由基產(chǎn)生的體系中，反應2~IOmin后，取出2~3mL反應溶液’采用最大激發(fā)波長為250nm對所述反應溶液進行激發(fā)，并采用熒光分光光度計檢測所述反應溶液，得到所述反應溶液的發(fā)射光譜。
[0025]S104在366nm處采集所述反應溶液的發(fā)射光譜的熒光強度，并通過繪制的標準曲線得到反應溶液中剩余捕獲劑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，將其倒入干凈的超聲波儀器槽內，超聲2~IOmin0使用熒光分光光度計測定溶液熒光性，得到熒光強度，通過繪制的標準曲線得到溶液中剩余的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后，溶液中羥基自由基的濃度為1.12X10_3mol/L ;超聲4min后，溶液中羥基自由基的濃度為2.34 X 10^mol/L,超聲6min后，溶液中羥基自由基的濃度為3.40X Krtiol/L，超聲8min后，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(fā)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(chǎn)物單一的羥基自由基濃度檢測方法，不僅檢測成本較低，而且可以廣泛適用于各種產(chǎn)生羥基自由基的體系，尤其適用于超聲體系。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)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(fā)明的保護范圍之內。
【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，用熒光分光光度計測定所述各個濃度的Ce3+標準溶液的發(fā)射光譜，所述發(fā)射光譜橫坐標為所述Ce3+標準溶液的熒光波長，縱坐標為所述Ce3+標準溶液的熒光強度； (2)根據(jù)所述發(fā)射光譜，選擇波峰對應的熒光波長數(shù)值，并繪制所述熒光波長數(shù)值處，Ce3+標準溶液的濃度和所述熒光強度對應關系的標準曲線； (3)實際測定時將捕獲劑Ce3+過量加入羥基自由基產(chǎn)生的體系中，所述捕獲劑Ce3+與體系中的羥基自由基反應后氧化生成Ce4+，采用熒光分光光度計檢測所述反應溶液，得到所述反應溶液的發(fā)射光譜； (4)根據(jù)所述反應溶液的發(fā)射光譜，得到步驟(2)中確定的熒光波長數(shù)值對應的熒光強度，并通過步驟(2)繪制的標準曲線得到反應溶液中剩余捕獲劑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(jù)權利要求1所述的一種檢測羥基自由基濃度的方法，其特征在于:步驟(I)和步驟(3)中，測定所述發(fā)射光譜時采用的熒光最大激發(fā)波長為250nm。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種檢測羥基自由基濃度的方法，其特征在于:步驟(2)和步驟(4)中，波峰對應的熒光波長數(shù)值為366nm。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種檢測羥基自由基濃度的方法，其特征在于:所述Ce3+標準溶液的濃度范圍為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(yōu)先權日:2014年1月24日
【發(fā)明者】宋功武, 儲濤, 朱晶晶, 田甜, 何瑜 申請人:鼎泰（湖北）生化科技設備制造有限公司