[发明专利]一种四价铈离子的荧光检测试剂及其荧光检测方法

说明书

本发明涉及一种四价铈离子的荧光检测试剂及其荧光检测方法，利用四价铈离子作单电子氧化剂，促进邻苯二胺发生氧化、环化、缩合形成黄色荧光产物2,3‑二氨基吩嗪，从而建立起Ce(IV)离子荧光检测方法。本发明的四价铈离子的荧光检测方法，具有很好的选择性和线性关系，荧光响应强，并能够定量检测四价铈离子浓度。

技术领域

本发明涉及四价铈离子的荧光检测领域，尤其涉及一种四价铈离子的荧光检测试剂及其荧光检测方法，基于邻苯二胺参与的有机反应，对四价铈离子的点亮型荧光检测。

背景技术

铈(Ce)是地球上最丰富的稀土元素，在工业上被广泛用作抛光粉、荧光粉、磁体、催化剂和陶瓷着色剂。虽然矿物中主要以三价铈离子[Ce(III)]存在，但在Ce的冶炼提取过程中，通常将Ce(III)转化为四价铈离子[Ce(IV)]。高浓度Ce对环境的危害和对种子的急性毒性，长期暴露于Ce(IV)离子会引起人体循环系统的功能障碍。

目前，人们主要采用以仪器为基础的方法来检测Ce(IV)离子，如电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、放射化学中子活化法和电化学方法。然而，这些方法普遍存在着成本高、处理时间长、样品制备复杂，以及使用仪器昂贵等缺点。荧光传感器因其简单和高灵敏度而成为在干扰基质存在下检测对环境和生物有重要意义的分析物的有力工具。到目前为止，已开发出的用于监测Ce离子的荧光传感器，通常存在有毒无机传感材料的使用、灵敏度低和选择性差等问题。因此，研制一种快速、灵敏、高效的Ce(IV)离子荧光检测方法是十分必要的。

发明内容

本发明目的在于提供一种四价铈离子的荧光检测试剂及其荧光检测方法，基于邻苯二胺参与的有机反应的Ce(IV)离子荧光检测方法，解决现有技术存在的问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：

一种四价铈离子的荧光检测试剂，为邻苯二胺溶液。

一种四价铈离子的荧光检测方法，利用四价铈离子作单电子氧化剂，促进邻苯二胺发生氧化、环化、缩合形成黄色荧光产物2,3-二氨基吩嗪，从而建立起Ce(IV)离子荧光检测方法。

具体的荧光检测方法主要包括以下步骤：

(1)在4:1v/v的CH₃CN-H₂O溶剂中，加入邻苯二胺，形成40μM的邻苯二胺溶液；

(2)往步骤(1)所得邻苯二胺溶液中加入不同浓度的Ce(IV)离子溶液，2h内检测其荧光光谱，得到所述的Ce(IV)离子浓度与荧光强度的标准曲线图；

(3)将待测Ce(IV)离子溶液加入步骤(1)所得邻苯二胺溶液中，2h内检测其荧光光谱，并跟步骤(2)所得标准曲线图进行对比，得到Ce(IV)离子的浓度。

与现有技术相比，本发明采用新的检测机理，四价铈离子作单电子氧化剂，促进邻苯二胺发生氧化、环化、缩合形成黄色荧光产物2,3-二氨基吩嗪；进而在Ce(IV)离子作用下，实现从没有荧光的邻苯二胺转化为强荧光产物2,3-二氨基吩嗪，因此可以利用邻苯二胺与Ce(IV)离子发生有机反应生产荧光产物，对Ce(IV)离子进行荧光检测。本发明的Ce(IV)离子荧光检测方法，具有很好的选择性和线性关系，荧光响应强，并能定量够检测四价铈离子浓度。

附图说明

图1为本发明的发光检测机理图；

图2a为本实施例邻苯二胺溶液中加入不同浓度的铈离子溶液，得到的荧光光谱标准曲线图；

图2b为荧光强度与Ce(IV)离子浓度的线性关系图；

图3a为邻苯二胺溶液对其他常见金属离子的荧光响应对比图；

图3b为邻苯二胺溶液对阴离子的荧光响应对比图；