CN109187467A - 一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法 - Google Patents

一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法，其特征是，包括如下步骤：（1）制备已知浓度的Fe(III)标准溶液体系，以282nm为激发波长测定其404nm处的荧光峰强度值为F；（2）制备空白对照溶液体系，亦测定其荧光峰强度值为F0；（3）计算ΔF=F‑F0；（4）以ΔF对Fe(III)的浓度做工作曲线；（5）制备被测样品溶液，测定其荧光峰强度值为F样品，计算ΔF样品=F样品‑F0；（6）依据工作曲线，计算出被测样品中的Fe(III)的浓度。这种方法利用Fe(III)氧化TMB生成具有荧光的产物，且产物的荧光峰强度与被测物Fe(III)离子浓度呈线性关系，实现用荧光法定量测定Fe(III)，该方法简便、快速、试剂无毒、灵敏度高。

Description

一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法
技术领域
本发明涉及分析化学领域，具体是一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法。
背景技术
铁是一种必需的微量元素，它在生命过程中起着重要的作用，但是摄入过多的三价铁会使机体的载氧能力下降，引起不稳定血红蛋白病以及高铁血红蛋白症等疾病。世界卫生组织颁布的生活饮用水卫生标准指出，饮用水中铁离子的浓度不得超过0.3mg/L，因此，Fe(Ⅲ)的检测越来越受到重视。目前测定Fe(Ⅲ)的方法主要有：荧光法、比色法、原子吸收法和表面增强拉曼散射法等。光度法具有仪器价廉、操作简便等特点，但灵敏度不高；原子吸收法选择性好，但仪器价格较贵；一种利用有机氰化物合成纳米探针，SERS测定Fe(Ⅲ)，检测范围为1.0×10-15mol/L-1.0×10-6mol/L、检出限为1.0×10-13mol/L；荧光法因其灵敏度高和选择性好越来越受到人们的重视，有文献报道了一种用水热法合成的La-CNNS有强烈的荧光，加入Fe(Ⅲ)后会对荧光产生猝灭作用，基于此原理利用荧光法可以测定Fe(Ⅲ)，检测范围为1.0×10-7mol/L-2.0×10-5mol/L、检出限为2.3×10-8mol/L；一种以合成的碳纳米管作为荧光探针，用于检测Fe(Ⅲ)，检测范围为1.0×10-8mol/L-1.0×10-4mol/L、检出限为1.0×10-9mol/L的方法已有应用。
荧光分析是一种分子光谱分析方法，具有灵敏度高、选择性强、操作简单等特点，在重金属离子的检测方面也取得了较大的进展，例如：一种利用水热法合成新型层状二硫化钼(MoS2)纳米片用于催化H2O2氧化邻苯二胺生成荧光物质2-氨基-3-羟基吩嗪，在Fe2+存在下MoS2纳米片的催化活性大大增强,建立了一个荧光法检测Fe2+的方法，其检测范围是5.0×10-9mol/L-2.0×10-7mol/L、检出限为3.5×10-9mol/L；一种利用水热法合成掺铜碳点(Cu-CDs)用作荧光探针，据此建立了一个荧光法测定Fe(Ⅲ)的方法，其检测范围是1.0×10-9mol/L-2.0×10-4mol/L、检出限为1.0×10-9mol/L；一种泰洛沙泊-Fe(Ⅲ)荧光化学传感器，可以测定0-1.0×10-4mol/L Fe(Ⅲ)、检出限为2.2×10-6mol/L；利用铽和4,4',4"-三甲酸三苯胺合成荧光探针Tb-MOF，基于Fe(Ⅲ)对其的荧光猝灭作用建立了一个荧光法检测Fe3+的方法，其检测范围是1.0×10-5mol/L-4.0×10-4mol/L、检出限为8.0×10-6mol/L。
3,3'，5,5'-四甲基联苯胺(TMB)是一种常用的氧化还原显色剂，在过氧化物及某些金属离子的作用下可被氧化成蓝色。有文献报道通过多巴胺抑制Cu2+对H2O2氧化TMB的催化作用，对多巴胺进行检测，其检测范围是1.0×10-6mol/L-5.0×10-5mol/L、检出限为1.0×10-6mol/L；一种用MnO2纳米片-TMB比色系统用于检测T4多聚核苷酸激酶(PNK)，其检测范围是5.0×10-9mol/L-1.0×10-5mol/L、检出限为5.0×10-9mol/L，该法操作简单，成本低，易于推广；一种利用石墨烯量子点(GO-GQDs)本身具有荧光效应且具有过氧化物酶活性，催化H2O2氧化TMB生成蓝色氧化产物(简写为TMBox)导致GO-GQDs荧光猝灭，检测2.0×10-9mol/L-2.0×10-4mol/L H2O2、检出限为6.8×10-10mol/L。由此可知利用荧光法测定Fe(Ⅲ)的方法已有报道，这些报道的方法中，大多数是基于纳米粒子荧光探针与分析物荧光能量转移导致荧光猝灭或荧光增强，但是基于Fe(Ⅲ)氧化TMB生成具有荧光的产物，以该产物为荧光分子探针测定Fe(Ⅲ)的方法尚未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法。这种方法利用Fe(Ⅲ)氧化四甲基联苯胺生成具有荧光的产物，以该产物的荧光强度与被测物Fe(Ⅲ)浓度呈线性关系，实现用荧光法定量测定Fe(Ⅲ)，这种方法简便、快速、选择性好、灵敏度高。
实现本发明目的的技术方案是：
一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法，与现有技术不同的是，包括如下步骤：
(1)制备已知浓度的Fe(III)标准溶液体系：于不同的刻度试管中，依次加入2μL-900μL 1μmol/L Fe(III)标准溶液、20μL-80μL 5mmol/L pH4.5Tris-HCl缓冲液和50μL-100μL 0.5mmol/L TMB溶液，用二次蒸馏水定容至1.5mL，混匀、于45℃水浴反应30min，冰水冷却至室温；
(2)制备空白对照溶液体系：采用步骤(1)的方法不加Fe(III)标准溶液制备空白对照溶液体系；
(3)分别取按步骤(1)、(2)制备的Fe(III)标准溶液体系及空白对照溶液体系倾入石英比色皿中，在荧光光谱仪上，设定仪器参数以282nm为激发波长扫描获得体系的荧光光谱，测定404nm处的荧光强度值为F，同时测定空白对照溶液体系的荧光强度值为F0，计算ΔF＝F-F0；
(4)依据ΔF对Fe(III)的浓度关系做工作曲线；
(5)依照步骤(1)的方法制备样品溶液，其中加入的Fe(III)标准溶液替换为样品溶液，并按步骤(3)的方法测定样品溶液的荧光峰强度值为F样品，计算ΔF样品＝F样品-F0；
(6)依据步骤(4)的工作曲线，计算出样品溶液Fe(III)的含量。
实现本技术方案的原理是：在Tris-HCl缓冲液中，3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)可以被Fe(III)氧化形成蓝色的具有荧光的产物(简写为TMBox)，该TMBox荧光强度随着Fe(III)离子浓度的增加呈逐渐增强线性关系，据此建立了一种简便测定Fe(III)离子的荧光分析方法。
这种方法的优点是：与现有的方法相比，这种方法利用Fe(III)氧化TMB生成具荧光的产物，且产物的荧光峰强度与被测物Fe(III)离子浓度呈线性关系，实现用荧光法定量测定Fe(III)离子，这种方法简便、快速、试剂无毒、灵敏度高。
附图说明
图1为实施例中的荧光光谱示意图。
图中，a.30μmol/L TMB+0.17mmol/L pH4.5Tris-HCl b.a+1.3nmol/L Fe(Ⅲ)c.a+60nmol/L Fe(Ⅲ)d.a+160nmol/L Fe(Ⅲ)e.a+240nmol/L Fe(Ⅲ)f.a+480nmol/LFe(Ⅲ)g.a+600nmol/L Fe(Ⅲ)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法，包括如下步骤：
(1)制备已知浓度的Fe(III)标准溶液体系：于6支不同的刻度试管中，依次加入2μL、90μL、240μL、360μL、720μL、900μL 1μmol/L Fe(III)标准溶液、再分别加入50μL 5mmol/LpH4.5Tris-HCl缓冲液和90μL 0.5mmol/L TMB溶液，用二次蒸馏水定容至1.5mL，混匀、于45℃水浴反应30min，冰水冷却至室温；
(2)制备空白对照溶液体系：用步骤(1)的方法不加Fe(III)标准溶液制备空白对照溶液体系；
(3)分别取按步骤(1)、(2)制备的Fe(III)标准溶液体系及空白对照溶液体系倾入石英比色皿中，在荧光光谱仪上，设定仪器参数荧光电压为350V、狭缝为5nm、以282nm为激发波长扫描获得体系的荧光光谱，测定404nm处的荧光强度值为F，同时测定空白对照溶液体系的荧光强度值为F0，计算ΔF＝F-F0，如图1所示；
(4)依据ΔF对Fe(III)的浓度关系做工作曲线，获得线性回归方程为ΔF＝1.79C+59.8，其中Fe(III)浓度C的单位为nmol/L，测定线性范围为1.3-600nmol/L，检出限为0.4nmol/L；
(5)样品测定：取购自超市的早餐奶、AD钙奶、铁锌奶三种产品，分别吸取三种乳制品1.4mL各3份，加入600μL 3％乙酸(V/V＝3％)，于10000r/min下离心3min，然后吸取上清液1mL，加入48μL 2.5mol/L NaOH溶液，用二次蒸馏水定容至2.0mL，再置于10000r/min下离心3min，最后吸取1mL上清液稀释至5mL作为待测溶液，同时不加样品同上法处理作空白溶液；依照步骤(1)的方法制备被测样品，其中加入的Fe(III)标准溶液替换为被测样品，按步骤(2)-(4)操作，算出被测样品的ΔF样品＝F样品-F0；
(6)依据步骤(4)的工作曲线，计算出被测样品Fe(III)的含量分别为9.8mg/L、0.52mg/L、14.7mg/L。
本技术方案检测方法的验证：
取上述实施例步骤(5)中的待测溶液，加入浓度为180nmol/L的Fe(III)标准溶液，进行加标回收实验，求得回收率分别是：早餐奶为98.4％、AD钙奶为99.1％、铁锌奶为99.6％，相对标准偏差分别为：早餐奶2.2％、AD钙奶4.1％、铁锌奶1.7％，说明本技术方案方法准确可靠。

Claims (1)

1.一种用四甲基联苯胺产物荧光法测定Fe(III)的方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)制备已知浓度的Fe(III)标准溶液体系：于不同的刻度试管中，依次加入2μL-900μL1μmol/L Fe(III)标准溶液、20μL-80μL 5mmol/L pH4.5Tris-HCl缓冲液和50μL-100μL0.5mmol/L TMB溶液，用二次蒸馏水定容至1.5mL，混匀、于45℃水浴反应30min，冰水冷却至室温；
(2)制备空白对照溶液体系：采用步骤(1)的方法不加Fe(III)标准溶液制备空白对照溶液体系；
(3)分别取按步骤(1)、(2)制备的Fe(III)标准溶液体系及空白对照溶液体系倾入石英比色皿中，在荧光光谱仪上，设定仪器参数以282nm为激发波长扫描获得体系的荧光光谱，测定404nm处的荧光强度值为F，同时测定空白对照溶液体系的荧光强度值为F0，计算ΔF＝F-F0；
(4)依据ΔF对Fe(III)的浓度关系做工作曲线；
(5)依照步骤(1)的方法制备样品溶液，其中加入的Fe(III)标准溶液替换为样品溶液，并按步骤(3)的方法测定样品溶液的荧光峰强度值为F样品，计算ΔF样品＝F样品-F0；
(6)依据步骤(4)的工作曲线，计算出样品溶液Fe(III)的含量。
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