化工专业铜离子测定方法及检测毕业论文设计.docx

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1、开封高校学生毕业论文论文题目，铜离子测定方法及检测班级：姓名：学号：2009051243时间，2012年3月1日-2012年5月30日2012年5月30日论文摘要3一、绪论4（1.）金属离子的识别意义和方法简介A（二）荧光光谱4（三）荧光分析法6（四）荧光分析的优点7（五）荧光定量分析的各种条件7（六）分子结构与荧光的关系8（七）荧光分子探针9二、铜离子探针对铜离子含量的测定9（一）引论9（二）试脸部分10（三）试验结果与探讨16（四）小结18三、结束语19参考文献20致谢21论文摘要铜底子是化学、生命科学、环境科学和医学等很多科学领域探讨的盎要对象，对溶液中铜离子的识别和检测是分析化学的主要

2、任务之一。荧光分子探针检测法不仅简便，而且在高灵敏度、选择性、时间辨别、实时原位检测方面均有突出优点。因此在传统的受体分子上依据荧光分子传感器设计原理连接荧光团构造的超分子荧光传感器用于识别铜离子的探讨受到越来越广泛的关注。本论文主要工作是对已合成的荧光探针化合物利用紫外可见分光光度计和荧光分光光度计进行检测.本探讨进行r多个不同探针对不同金属离子的检测，其中有一个比较胜利，是对铜高子有裔选择性的探针A对水中铜离子的检测，在对检测液进行3D招描后得出探针A的检测波长,即探针A检测铜离子的激发波长EX=550nm,放射波长EN=590nm.在对不同浓度的铜岗子的荧光扫描中得出探针枪测铜离子的标准

3、曲线，其线性方程为产1.761xM2.40从标准曲线中得出该探针A的检测限为6.345uM1.。该探针检测限低，具有良好的选择性，无其他金属干扰，是种便利快拢的检测方法。关键词:荧光探针Cu检测铜离子测定方法及检测刘瑞华（开封高校化工学院09应化三班）一、结论（）铜离子识别的意义和方法简介自然界中广泛存在岩铜元素,它们在不同浓度下往往会显示出差异性的正面作用或负面作用，当铜底子浓度低于Ii1.M时，在很多生命过程（生物催化反应酣的辅酸、生物运输过程、生物合成等）中都是不行或缺的，然而，当在生物体中存在浓度过荏时，则会产生.对一些必需的的抑制作用、生物氧化/还原过程异样、神经毒性等有害作用。目前

4、常用的铜离子分析检测方法主要分为干脆法和间接法两大类.干脆法是一类干脆利用铜离子自身物理、化学性质对其进行分析检测的方法，包括原子汲取/放射光谱法和离子选择性电极法：间接法是一类利用铜离子和指示剂（也可称为化学分子探针）之间的特异性化学反应或超分子作用产生的信号变更对铜岗子进行分析检测的方法，包括传统的钢离子指示剂和近年来探讨较热的铜离子荧光分子探针。（二） 荧光光谱1.荧光的产生荧光是一种光致发光现象室温1.大多数分子处于在基态的最低振动能层。处于基态的分子汲取能量（电能、热能、化学能或光能等）后被激发，跃迁到激发态，激发态不稳定，分子将很快衰变到基态。若返回到基态时传陨着光了的辐射,这种现

5、象称为“发光”.2 .荧光光谱的基本概念依据量子理论，微观体系（原子、分子等）的内部运动一般是不连续的，有一系列分立的能级。体系由一能级向其他能级的过渡称为跃迁。体系由高向低能级的跃迁伴随若能量的释放；由低能级向高能级跃迁伴随着能量的吸能量的择放和汲取可以以辐射的方式进行（放出或汲取光子），成为辐射班迁也可以以无辐射的方式进行，如离子相互碰撞而产生的能量就是无辐射跃迁子。全都能级间可能的辐射跃迁对应T一系列辐射频率，成为该物质的光谱.光光谱包括激发谱和放射谱两种激发谱是荧光物质在不同波长的激发光作用测得的某一波特长的荧光强度的变更状况，也就是不同波长的激发光的相对效放射谱则是某一固定波长的激发

6、光作用下荧光强度在不同波特长的分布状况，就是荧光中不同波长的光成分的相对强度。同辐射放射和汲取相关联的除了原和分子外，还有他们的聚集结构一如晶格、半导体中的电子空穴对等等。3 .荧光光谱的主要参量激发谱和放射谱荧光光谱包括激发谱和放射谱两种工激发谱是荧光团在不同波长的激发光作用下测得的某波特长（通常是其荧光光谱峰位的波长）的荧光强度的变更状况，也就是不同波长的激发光的相对效率。放射光谱则是某一固定波长的激发光作用下荧光强度在不同波特长的分布状况，也就是荧光中不同波长的光成分的相对强度.荧光放射光谱显示了若干普遍的特性。荧光寿命当某种物质被一束激光激发后，该物质的分子汲取能量后从基态跋迁到某一激

7、发态上，再以辐射跃迁的形式发出荧光回到然态.当激发停止后，分子的荧光强度降到激发时最大强度的1/e所需的时间称为荧光寿命，通常用丫表示。通过测量寿命可以得到有关分子结构和动力学等方面的很多信息。荧光强度荧光强度F取决于激发态的初始分布IA与荧光量子产率的乘积叫这里的F指的是向各个方向上放射的荧光强度的总和，事实上，光谱仪收集的只是其中的一小部分，因此仪器测到的荧光强度为1.-IAFZ,这里Z是仪器因子。很明显荧光强度与样品在波长入A处的消光系数有关，而消光系数与激发波长是亲密相关的，消光系数随波长的变更称为即汲取谱，因此荧光强度也随激发波长的变更而变更。事实上仪罂因子Z与波长是有关的，这就使得

8、激发谱与汲取谱并不完全相像。（三） 荧光分析法1 .荧光分析法定量分析及其原理荧光分析法的定量测定方法较多，可分为干脆测定法和间接测定法两类。干脆测定法：利用荧光分析法对被分析物质进行浓度测定，最简洁的便是干脆测定法。某些物质只要本身能发荧光，只须将含这类物质的样品作适当的前处理或分别除去干扰物质，即可通过测量它的荧光强度来测定其浓度。详细方法有两种。干脆比较法:配制标准溶液的荧光强度Fx,己知标准溶液的浓度CS,便可求得样品中待测荧光物质的含量。假如空白溶液的荧光强度调不到零，则必需从FS和FX值中扣除空白溶液的荧光强度FO,然后进行计算。标准曲线法:将已知含量的标准品经过和样品同样处理后，

9、配成一系列标准溶液，测定其荧光强度，以荧光强度对荧光物质含量绘制标准曲线。再测定样品溶液的荧光强度，由标准曲线便可求出样品中待测荧光物质的含量。间接测定法：有很多物质，它们本身不能发荧光，或者荧光量子产率很低，仅能显现特别微弱的荧光，无法干脆测定，这时可采纳间接测定方法。间接测定方法有以下儿种：化学转化法:通过化学反应将非荧光物质变为适合r测定的荧光物质。例如金属与轻合剂反应生成具有荧光的螯合物。有机化合物可通过光化学反应、降解、氧化还原、偶联、缩合或施促反应，使它们转化为荧光物质。荧光碎灭法:这种方法是利用本身不发荧光的被分析物质能使某种荧光化合物的荧光碎灭的性质，通过测量荧光化合物荧光强度

10、的卜.降，间接地测定该物质的浓度。敏化发光法:对于很低浓度的分析物质，假如采纳一般的荧光测定方法，其荧光信号太弱而无法检测,可运用一种物质（软化剂）以汲取激发光，然后将激发光能传递给发荧光的分析物质，从而提而被分析物质测定的灵敏度“在试验室，一般采纳工作曲线法进行校正。既用处理过的已知量的物质，和式样溶液配成标准溶液，测定其荧光强度，再以标准溶液浓度为横坐标，以荧光强度为纵坐标绘制工作曲线。然后由所测得的试样溶液的荧光强度比照工作曲线以求出试样溶液中分析物质的浓度。四）荧光分析的优点荧光分析法凭借其高灵敏度，得以快速发展。众所周知在微量物质的各种分析方怯中，比色法和分光光度法应用最为广泛。而荧

11、光分析法的灵敏度一般要比这两种方法高2、3个数垃级，它的灵敏度常可达亿分之几。这是因为在荧光分析中，是由所测得的荧光强度来测定荧光物质的含被，而荧光强度的测址值不仅和被测溶液中荧光物质的本性及其浓度有关，而且与激发光的波长和强度以及荧光分析检测器的灵敏度有关。因此加大激发光的强度，可以增大荧光强度，从而提高分析的灵敏度。荧光分析还有一个优点，就是高选择性。在对金属离子的测定中，荧光分析得到了广泛的应用，主要源于这种分析方法对金属离了有很高的选择性。与此同时,荧光分析法还具有动态线性范围宽，方法简便，重现性好，取样最少，仪器设备不困难等优点。然而，不能对本身不发荧光的物质进行干脆检测，这在某种程

12、度上阻碍了荧光分析应用范围的扩展。因此，还要更深化的探讨化合物结构的关系与荧光的产生，才能合成更多的灵敏度高选择性好的新荧光试剂，使荧光分析的能够更好的能到应用。（五） 荧光定量分析的各种条件在荧光定量分析中，为了确定荧光分析的成佳工作条件，应考察以下的因素的影响及其消退方法同时还必需精硬测定待测组分的激发和放射光谱。荧光物质的荧光光谱和荧光强度在不同的溶剂中会有很大的区分。这种影响分为般溶剂效应和特殊溶剂效应。因此，在状验中，肯定要选择合适的溶剂，并且该溶剂要有足够的纯度。同时还要必需考虑到的是温度的影响.通常，随着温度的降低，荧光物明溶液的荧光址子产率和荧光强度增大，事实上温度对荧光强度的

13、影响是通过分子的内部能fit转化作用“因此试监中，一般将湿度限制在20,25C范围内“但反应速度较慢的状况下，可能要加热才能使反应完全。溶液的PH值变更将对荧光强度产生很大的影响。大多数含有酸性或碱性基团的芳族化合物的荧光光谱，对于溶剂的PH氮键实力是特别敏感的。溶液的PH变更将会影响到基态分子或激发态分子的酸城性侦。对于金属离了与仃机试剂形成的荧光络合物,溶液的PH值变更还公影响到络合物组成的变更。不管哪种变更，最终都会导致到荧光光谱与荧光强度的变更0（六） 分子结构与荧光的关系1 .分子共扼体系大小对荧光的影响在有机荧光试剂中，有机分子中具有放射荧光的战团称为荧光团。荧光团必需含有共扼大n

14、键，当共匏n键达到肯定程度才会放射出荧光，如紫、葱、蔡、菲、对茉二醒等基团。芳香类碳氢化合物与直链的烯燃化合物相比，激发能向振动能的转换更难，因而荧光强度更大。而对于具有强荧光的有机化合物和荧光试剂，仪有大的共振体系还是不够的，分了的共辘体系必需具备共平面性并口还要有肯定程度的刚性。例如蔡和维生素A都有五个共知n键前者为平面结构，后者是非刚性结构，而蔡的荧光强度为维生素A的五倍.2 .取代基对荧光的影响取代基效应是有机结构理论的重要组成部分，取代基的性质对荧光体的荧光特性和强度均有剧烈的影响“芳燃和杂环化合物的荧光光谱和荧光产率常随取代基而变，取代基对荧光体的荧光强度、激发光谱、放射光谱和荧光

15、效率的影响规律和机理，是人们找为关注的领域，但到R前为止，我们对激发态分子的性质照旧了解不多，其影响规律大多数是通过试的总结出来的。（七）荧光分子探针1.概述荧光分子探针，是指在肯定体系内.当被分析物或被分析体系的物理、化学性质发生变更时，该荧光分子的荧光信号能发生相应变更，从而通过荧光信号反映出被分析物或被分析体系的浓度、性质等信息金属离子荧光分子探针，则是指能和体系中存在的某种特定金属离子发生作用，并且通过荧光信号的变更反应出该种金属离子的浓度信息的荧光分子探针1.依据金属离子荧光分子探针和相应金属离子之间发生的相互作用，可将其分为（D金属离子诱导反应和（2）金属离子与探针分子发生络合等超分子作用两大类。而后名乂可以依据金属离了与探针分了作用前后荧光信号发生变更的机制不同,分为荧光团的（1）光致电子转移，（2）光致电荷转移，（3）荧光共振能量转移和4）激基聚合物四类。各种荧光分子探针自身的结构和组成也有不同，据此大致可分为（1）有机小分子探针，（2）生物大分子探针和（3）纳米材料探针三类。二、铜离子探针对铜离子含量的测定（一）引论桐离子（Cu）在浓度较高时，是种芍宙的环境污染物，会对动植物造成蠡害，当人体摄入大量的铜离子之后，极易对身体内的脏器造成负担，特殊是肝和胆，当这两种器tr出现问题后，维持人体内的新陈代谢就会出现紊乱，导致肝硬化、肝腹水甚至更为