CN110967327A - 一种定量检测双酚a的方法 - Google Patents

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邱建文
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Abstract

本发明公开一种定量检测双酚A的方法，属于环境分析化学领域，具体涉及一种石墨烯‑罗丹明二元体系对双酚A的检测方法。本发明所述方法首先在石墨烯溶液中加入罗丹明B，导致罗丹明B荧光淬灭。然后在该体系中加入双酚A，由于双酚A与石墨烯的结合力较强与罗丹明B发生竞争性吸附，使罗丹明B从石墨烯表面脱附并恢复荧光。通过测定体系的荧光变化即可定量的检测双酚A。该方法具有方法简单，速度快，选择性好，线性范围宽等优点。

Description

一种定量检测双酚A的方法
技术领域
本发明属于环境分析化学领域，具体涉及一种石墨烯-罗丹明二元体系对双酚A的检测方法。
背景技术
双酚A化学名为2,2-双酚基丙烷，是全球大量合成的重要的化学品之一。它是聚碳酸酯和环氧树脂合成的单体，还可用于合成聚丙烯酸酯，聚磺酸酯，不饱和聚酯树脂，也是一种广泛使用的增塑剂和阻燃剂。作为一种高分子材料添加剂，双酚A广泛地存在于食品包装材料、纸币、热敏打印纸、光盘、粘合剂和粉末涂料中。在这些产品的加工、运输和使用过程中，双酚A会扩散到环境中。据粗略估计，每年有超过2000吨的双酚A及其产品由于家庭和工业活动而排放到环境中。
双酚A的结构类似于内分泌激素，由于其结构中含有苯酚基团，因此与雌激素受体具有亲和力。因此双酚A是一种内分泌干扰化合物，研究已经证明即使是低于ng水平(0.23ng/L)也可以影响人体健康。双酚A可能会对生物体的繁殖和发育产生多种不利影响，在胚胎发育过程中更为显著和不可逆转；双酚A会影响大脑、甲状腺、卵巢和生殖器官的功能；双酚A与心血管疾病、肥胖、致癌性、神经毒性和发育问题也有关系。
因此，监测和控制双酚A的有害影响是至关重要的。目前研究人员已经建立了多种分析双酚A的方法，例如：电化学法、酶联免疫吸附法、石英晶体微量天平法、表面等离子体共振法等等。但大多数分析方法需要繁琐的样品制备和预处理，缺乏现场适用性，而色谱和质谱法需要大量的资金投入，运营成本高，需要熟练的分析人员和技术人员，而且很耗时。为了简便而准确地识别和测量复杂基质中微量水平的双酚A，需要继续开发灵敏的分析方法。
石墨烯是一种具有平面共轭结构的单层碳片，并具有羟基、羧基、环氧基等一系列活性含氧基团。罗丹明类染料具有平面共轭体系和氨基、羧基等极性基团，可以与石墨烯通过π-堆叠、静电作用和氢键等作用力吸附到石墨烯表面，并发生荧光共振能量转移使荧光淬灭。在该体系中若加入一种与石墨烯结合能力更强的物质时，该物质会与罗丹明发生竞争性吸附，从而使罗丹明从石墨烯表面脱附并恢复荧光。利用这一原理可实现对DNA的荧光分析（Wang X, He Y, Song G. A Graphene Oxide–Rhodamine 6G Nanocomposite asTurn-on Fluorescence Probe for Selective Detection of DNA[J]. Anal. Methods,2012, 25: 394-400.）。该方法利用石墨烯-罗丹明二元体系对DNA进行荧光检测，具有快速、简便和高灵敏度的特点，但是利用该方法对双酚A进行检测的研究，尚未见文献报道。
本发明为克服现有方法的缺陷，提供了一种利用石墨烯-罗丹明二元体系对双酚A产生荧光响应，构建对双酚A进行定量检测的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种定量检测双酚A的方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现，一种定量检测双酚A的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）在10 mL血清瓶中加入石墨烯分散液，然后加入罗丹明B水溶液，用Tris-HCl缓存液定容，放置后备用；石墨烯吸附罗丹明B使罗丹明荧光淬灭；
（2）在步骤（1）制备的溶液中分别加入60μL 100μM的双酚A、苯酚、对苯二酚、三溴苯酚、间氨基苯酚、2,4,6-三硝基酚溶液，荧光光谱测定显示，加入双酚A的样品荧光强度有明显增加，而其他酚类化合物样品的荧光没有明显变化；同时裸眼可以看到，双酚A试样的溶液颜色变为粉红色，而其他样品颜色无明显变化；
（3）在步骤（1）制备的溶液中分别加入不同浓度的双酚A，荧光光谱测定显示样品的荧光强度与双酚A的浓度存在线性关系，通过线性关系能定量检测双酚A。
上述步骤（1）中所用石墨烯分散液的浓度为0.4 wt%，罗丹明B浓度为6×10-4 mol/L，石墨烯分散液与罗丹明B溶液的体积比为15:100。
上述步骤（1）中用Tris-HCl缓存液定容后，体系的pH值为7.4。
上述步骤（1）制备的溶液的放置时间为60分钟。
上述步骤（3）中双酚A的浓度线性区间为100~800 nM。
上述步骤（2）和步骤（3）中样品的荧光强度是在激发光波长为554 nm下检测的。
本发明首先在石墨烯溶液中加入罗丹明B，由于罗丹明B具有极性基团和苯环，可以通过π-π堆叠、静电作用和氢键等作用力吸附到石墨烯表面。罗丹明B在石墨烯表面发生能量共振转移导致荧光淬灭。当在该体系中加入双酚A后，由于双酚A与石墨烯的结合力较强，与罗丹明B发生竞争性吸附使罗丹明B从石墨烯表面脱附并恢复荧光。通过测定体系的荧光变化即可定量的检测双酚A。具体步骤如下：
（1）在10 mL血清瓶中加入石墨烯分散液，然后加入罗丹明B水溶液，用Tris-HCl缓存液定容，放置后备用。石墨烯吸附罗丹明B使罗丹明荧光淬灭，此时测试体系荧光呈现“turn-off”状态。
（2）在步骤（1）制备的溶液中分别加入60μL 100μM的双酚A、苯酚、对苯二酚、三溴苯酚、间氨基苯酚、2,4,6-三硝基酚溶液，荧光光谱测定显示，加入双酚A的样品荧光强度有明显增加，此时测试体系荧光呈现“turn-on”状态。而其他酚类化合物样品的荧光没有明显变化。同时裸眼可以看到，双酚A试样的溶液颜色变为粉红色，而其他样品颜色无明显变化。
（3）在步骤（1）制备的溶液中分别加入不同浓度的双酚A，荧光光谱测定显示样品的荧光强度与双酚A的浓度存在线性关系，通过线性关系能定量检测双酚A。
步骤（2）和步骤（3）中荧光检测的激发光波长为554 nm。
本发明所述方法与传统方法相比具有方法简单，速度快，选择性好，线性范围宽等优点。本方法有望应用于人体体液、细胞匀浆液以及食品等样品中双酚A含量的快速检测。
附图说明
图1 为石墨烯-罗丹明体系对不同浓度双酚A的荧光发射光谱及线性范围（光谱曲线从下到上对应的双酚A浓度依次为：100nM，200nM，300nM，400nM，600nM，700nM，800nM）。
具体实施方式
实施例1
本发明所用的石墨烯分散液购自中国科学院成都有机化学研究所，产品编号:TNWRGO，石墨烯厚度在0.55~3.74nm，微片大小在0.5~3μm左右，总氧含量在3%~5%左右。
在10 mL血清瓶中加入15 μL 0.4 wt% 石墨烯分散液，然后加入100 μL 6×10-4M的罗丹明B水溶液，用pH值为7.4的Tris-HCl缓存液定容，溶液放置60分钟后备用。石墨烯吸附罗丹明B使罗丹明荧光淬灭，此时测试体系荧光呈现“turn-off”状态。
实施例2
在实施例1制备的溶液中分别加入60μL 100μM的双酚A、苯酚、对苯二酚、三溴苯酚、间氨基苯酚、2,4,6-三硝基酚，在激发波长为554 nm条件下测试各个样品的荧光，发现加入双酚A的样品荧光强度有明显增加，此时测试体系荧光呈现“turn-on”状态。而其他酚类化合物样品的荧光没有明显变化。同时裸眼可以看到，双酚A试样的溶液颜色变为粉红色，而其他样品颜色无明显变化。说明该检测方法对双酚A具有良好的选择性。
实施例3
在实施例1制备的溶液中分别加入10μL、20μL、30μL、40μL、60μL、70μL、80μL 100μM的双酚A，使样品中双酚A的最终浓度分别为100nM，200nM，300nM，400nM，600nM，700nM，800nM，在激发波长为554 nm条件下进行荧光光谱测定，发现样品的荧光强度与双酚A的浓度存在线性关系，线性区间为100~800 nM，见图1。通过图1的石墨烯-罗丹明体系对不同浓度双酚A的荧光发射光谱及线性范围（光谱曲线从下到上对应的双酚A浓度依次为：100nM，200nM，300nM，400nM，600nM，700nM，800nM），能够获得待测样品的双酚A浓度。

Claims (6)

1.一种定量检测双酚A的方法，其特征在于，步骤如下：
（1）在10 mL血清瓶中加入石墨烯分散液，然后加入罗丹明B水溶液，用Tris-HCl缓存液定容，放置后备用；石墨烯吸附罗丹明B使罗丹明荧光淬灭；
（2）在步骤（1）制备的溶液中分别加入60μL 100μM的双酚A、苯酚、对苯二酚、三溴苯酚、间氨基苯酚、2,4,6-三硝基酚溶液，荧光光谱测定显示，加入双酚A的样品荧光强度有明显增加，而其他酚类化合物样品的荧光没有明显变化；同时裸眼可以看到，双酚A试样的溶液颜色变为粉红色，而其他样品颜色无明显变化；
（3）在步骤（1）制备的溶液中分别加入不同浓度的双酚A，荧光光谱测定显示样品的荧光强度与双酚A的浓度存在线性关系，通过线性关系能定量检测双酚A。
2.根据权利要求1所述的一种定量检测双酚A的方法，其特征在于步骤（1）中所用石墨烯分散液的浓度为0.4 wt%，罗丹明B浓度为6×10-4 mol/L，石墨烯分散液与罗丹明B溶液的体积比为15:100。
3.根据权利要求1所述的一种定量检测双酚A的方法，其特征在于步骤（1）中用Tris-HCl缓存液定容后，体系的pH值为7.4。
4.根据权利要求1所述的一种定量检测双酚A的方法，其特征在于步骤（1）制备的溶液的放置时间为60分钟。
5.根据权利要求1所述的一种定量检测双酚A的方法，其特征在于步骤（3）中双酚A的浓度线性区间为100~800 nM。
6.根据权利要求1所述的一种定量检测双酚A的方法，其特征在于步骤（2）和步骤（3）中样品的荧光强度是在激发光波长为554 nm下检测的。
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