（环境科学专业论文）共振光散射比浊法在环境分析中的研究及应用.pdf

四川师范大学硕士毕业论文il g / m l范围内共振光散射强度与氯离子浓度呈线性关系，检出限为 0 . 0 4w g / m l ，回收率在 9 8 . 7 % - 1 0 2 % 之间， 相对标准偏差在 1 . 1 % -2 . 2 % 之间。 将该方法应用于自 来水和酸性镀铜液中氯离子的测定，结果令人满意。 在应用共振光散射比浊法测定硫酸根离子的 研究中 发现空白液的 共振光散射微弱，当 加入硫酸根后体系的 共振光散射强度显著增加， 且在2 2 5 w g / m l 范围内呈线性关系， 检出限为 0 . 2 3 f lg / m l 。 并将该方法应用于食盐中的 硫酸根离子的测定。 实验证明该方法能满足实际生产的要求。 另外我们还建立了 共振光散射比 浊法测定钾离子的体系， 在b - r 缓冲溶液中， 钾与四 苯硼钠反应生成散射体系使共振光散射强度大大增强。 在x = 5 7 8 n m 处， 光散射强度较大且较稳定， 在 0 .0 - 4 . 6 x 1 0 - 0 m o l / l浓度范围内 与 钾浓度成线性关系， 检测限为0 . 1 2 4 x 1 0 - 6 m o l / l 。该法用于尿样中 钾含量的 测定， 测量结果与原子吸收法相比，结果令人满意。同时研究了 三个实验体系的最佳测定条件及共存离子的干扰情况。实验结果表明: 三体系均具有高灵敏度、简便、快速的特点。关键词: 共振光散射比浊法;环境分析;氯离子:硫酸根离子;钾离子四川师范大学硕士毕业论文却p l i c a t i o n a n d s t u d y o f r e s o n a n c e l i g h t s c a t t e r i n gt u r b i d i m e t r y i n e n v i r o n m e n t a l a n a l y s i sma j o r : e n v i r o n m e n t a l s c i e n c eg r a d u a t e s t u d e n t : s u x i a o - d o n g t u t o r : l i s h u - w e i o n t h e b a s i s o f r e s o n a n c e li g h t s c a t t e r i n g t e c h n i q u e a n d t u r b i d i m e t ry , t h i sp a p e r a d v a n c e s a n e w s p e c t r a l a n a l y ti c a l m e t h o d o f c o m b i n i n g t h e t w o o ft h e m - - - r e s o n a n c e l i g h t s c a t t e r i n g t u r b i d i m e t ry , t h a t i s r l s t . a n d , t h e p a p e ra l s o g i v e s t h e r e s e a r c h a b o u t t h e t h e o ry o f r l s t a s w e l l a s i t s a p p li c a t i o n i n t h ee n v i r o n m e n t a l a n a l y s i s . t h e r e i s a b r i e f i n t r o d u c t i o n o f t h e r e s e a r c h f u l a c t u a li t y a n d h i s t o r y a b o u tr e s o n a n c e l i g h t s c a t t e r i n g t e c h n o l o g y a n d a c o n c l u s i o n a b o u t t h ec h a r a c t e r i s t i c s o f t h is t e c h n o l o g y . b e s i d e s , t h i s p a rt a l s o r e p o r t s t h a t i t sd e v e l o p i n g t e n d e n c y f o r t h i s t e c h n o l o g y t o r e e n f o r c e t h e f u n d a m e n t a l t h e o r e t i c a ls t u d y a n d e n l a r g e t h e a p p li c a t i v e fi e l d s o f r e s o n a n c e l i g h t s c a t t e r i n g . w e a l s or e p o rt s t w o o t h e r d y e s a s p r o b e s o f r l s i n d e t e r m in i n g p r o t e i n . t h e r e i s t o i n t r o d u c e t h e b a s i c me t h o d a n d t h e o ry o f t u r b i d i me t ry . i t d r a w s ac o n c l u s i o n o n t h e a p p l i c a t i o n a c t u a l i t y , a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s a b o u tt u r b i d i m e t r y w h i c h i s u s e d i n e n v i r o n m e n t a l a n a l y s i s , c l i n i c a l a n a l y s i s , i n d u s tri a la n a l y s i s a n d s o o n . b a s e d o n t h e c o m b i n a t i o n o f t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f t u r b i d e me t ry, t h e b a s i ct h e o ry o f r e s o n a n c e l i g h t s c a t t e r i n g t e c h n o l o g y a n d t h e c o l l o i d c h e m i s t ry , w ep u t f o r w a r d r e s o n a n c e l i g h t s c a tt e r i n g t u r b i d e m e t ry , w h i c h u s e s r e s o n a n c el i g h t s c a t t e r i n g t e c h n i q u e a s t h e t e s t t e c h n i q u e o f t h e n e w s p e c t r a l a n a l y t i c a lm e t h o d . w e s a y t h a t t h e f o r m a t i o n o f t h e b i g s t a b l e p a r t i c u l a t e c o l l o i d s y s t e m i st h e b a s i c q u a l i fi c a t i o n f o r r l s t . a n d t h e r i s i n g a n d f a ll i n g p h e n o m e n a o f c o l l o i ds o l u t i o n i s o n e o f t h e r e a s o n s f o r t h e l i g h t s c a tt e r i n g . t h i s p a p e r f o r m s t h e r a t i o ne q u a t i o n o f r l s t a t t h e s a m e t i m e , w e p r o s p e c t o f t h e a p p l i c a t i o n f o r e g r o u n d o fri s t . w e s t u d y t h e a p p l i c a t i o n o f r i s t u s e d i n t h e d e t e r m i n a t i o n f o r c h l o r i d e i o n s ,s u l f a t e i o n s , a n d p o t a s s i u m i o n s . i n t h e s t u d y o f d e t e r m i n i n g c h l o r i d e i o n s w i t h四川师范大学硕士毕业论文r l s t , i t i s f o u n d t h a t t h e r e s o n a n c e l i g h t s c a tt e r i n g i n t e n s i t y o f t h e b l a n k i sw e a k . h o w e v e r , w h e n i t b e c o m e s s i l v e r c h l o r i d e c o ll o i d li q u i d , t h e r e s o n a n c eli g h t s c a t t e r i n g i n c r e a s e s o b v i o u s l y . a t t h e p l a c e w h e r e x = 5 1 0 m n , th e r e e x i s t s as t r o n g a n d s t a b l e l i g h t s c a t t e r i n g i n t e n s i t y . wi t h i n 0 -1 4 u g / m l , r e s o n a n c e l i g h ts c a t t e r i n g i n t e n s i t y h a s t h e l i n e a r r e l a t i o n s h ip w i t h t h e t h i c k n e s s o f c h l o r i d e i o n s .t h e d e t e c t i o n l i m i t i s a t 0 .0 4 u g / m l . t h e r e c o v e r i e s o f t h e m e t h o d a r e i n t h e r a n g e9 8 .7 % -1 0 2 % . t h e r e l a t i v e s t a n d a r d d e v i a t i o n i s b e t w e e n 1 .1 % - 2 .2 % . u s i n gt h i s m e t h o d t o d e t e r m in e t h e c h l o r i d e i o n s i n t h e t a p w a t e r a n d c h l o r i d e i o n s i na c i d c o p p e r p l a t i n g b a t h , w e c a n脚 a s a t i s f a c t o ry r e s u l t . d u r i n g t h e s t u d y o fd e t e r m i n i n g t h e s u lf a t e i o n s w i t h t h i s m e t h o d , w e a l s o c a n f in d t h e r e s o n a n c el i g h t s c a t t e r i n g o f t h e b l a n k i s w e a k . b u t a ft e r w e a d d t h e s u l f a t e i o n s , t h er e s o n a n c e li g h t s c a t t e r i n g i n t e n s i t y w i l l r e m a r k a b l y i n c r e a s e . a n d i t w i l l s h o w u st h e l i n e a r r e l a t i o n s h i p w i t h i n 2 2 5 u g / m l , w i t h t h e d e t e c t i o n l i m i t a t 0 . 2 3 u g / m l .t e s t i n g t h e s u l f a t e i o n s i n t h e s a l t w i t h t h i s m e t h o d , i t p r o v e s t h a t t h e m e t h o d c a nb e u s e d i n t h e p r a c t i c a l p r o d u c t i o n . wh a t s m o r e , w e e s t a b l i s h a s y s t e m f o rd e t e r m i n i n g p o t a s s i u m i o n s w i th r l s t i n t h e b - r b u f f e r i n g s o l u t i o n , t h er e a c t i o n o f p o t a s s i u m a n d s o d i u m t e tr a p h e n y l b o r a t e c a n f o r m a s c a t t e r in g s y s t e mw h i c h w i l l g r e a t l y i n c r e a s e t h e i n t e n s i t y o f r e s o n a n c e li g h t s c a t t e r i n g . a t t h ep l a c e w h e r e x = 5 7 8 n m , t h e i0 .0 - -4 .6 x 1 0 一 场。 践 i t h ap o t a s s i u m i o n s . t h e d e t e r t i n ng h t s c a t t e r i n g i s t h e m a x i m u m a n d s t a b l e , w i t h t h e l i n e a r r e l a t i o n s 吻 w i t h t h e t h i c k n e s s o fli m i t i s a t 0 . 1 2 4 x 1 0 - 6 m o v l . w i t h t h i s m e t h o d t od e t e r mi n e t h e c o n t e n t o fs a t i s f i e s u s . we h a v e a l s o1 1 1 】 】 1p o t a s s i l is t u d i e dio n s i n t h e u r i n e , w e c a n g e t a r e s u l t t h a tt h e b e s t c o n d i t i o n s f o r t h e t h r e e e x p e r i m e n t a ls y s t e ms a n d t h e i n t e r f e r e n c e s i t u a t i o n o f t h ee x p e r i m e n t p r o v e s t h a t a l l o f t h e t h r e e s y s t e m ss e n s ib i l i t y , s i m p l e n e s s a n d h i g h s p e e d .c o e x i s t e n t i o n s . t h e r e s u l t o f t h eh a v e t h e s a m e c h a r a c t e ri s t i c s : h i g hk e y w o r d s : r e s o n a n c e l i g h t s c a t t e r i n g t u r b i d i m e t ry ( r l s t ) ;e n v i r o n m e n t a l a n a l y s i s ; c h l o ri d e i o n s ; s u l f a t e i o n s ;p o t a s s i u m i o n s四川师范大4w士毕业论文1前言 随着现代化步伐的 迅猛前进， 在它的身后也投下了 一个巨 大的阴 影。 这就是环境问 题。 资源的过度开发、 有害物质的无控排放， 都使我们赖以 生存的环境日 益遭到前所未有的 破坏。 于是， 环境问题便成为人类社会所面临的五大危机之一( 其他四 个是资源、 能源、 人口 和粮食) 。 作为一个迅速发展的发展中国家，中国的环境问 题，尤为严峻。因此，如何保护好我们的环境，己 被定为我国的基本国策。 环境保护是一项巨大的系统工程， 而环境监测则是其中一个十分重要的环节。 它是制定环境保护标准、 编制规划、 采取措施和评定效益的重要依据，也是环境管理和环境科学研究的基础。 环境监测是对环境中污染物的 性质、 浓度、 影响范围及其后果进行调查和测定。 它所运用的手段涉及到化学、 生物学、 物理学、 环境毒理学和环境流行病学等众多的方面。 它所监测的对象包括大气、水、土壤及生物体中某些化学物质、噪声、 辐射和某些微生物等等。 其中， 化学污染是环境监测的重中之重， 是它监测的主要对象。 据调查， 当前8 0 %的污染来自 于化学污染。美国化学文摘登录的化学品数已达1 8 0 0 万种之多， 进入环境的估计已有1 0 万种， 其中不少是对环境或人体健康有害或有毒的。因此。不言而喻， 环境监测的核心是环境化学分析，简称环境分析。 环境分析是环境化学的一个重要组成部分，是开展环境科学研究所不可缺少的基础和手段。 它研究环境污染物质的组成、结构、 状态和含量。因此，它又是分析化学的一个新的分支。 不仅如此。由于它所面临问题的艰巨性、复杂性和富于挑战性， 从而使它成为分析化学的带头学科， 在不断 解决各种分析难题的过程中， 推动着分析化学的发展。当然，现代分析化学的迅猛发展， 反过来又为环境分析提供了强大的学科支持， 使它成为环境科学中最活跃、最得力的武器。 分析科学朝着高速，高灵敏，高选择性的方向发展。分子发射光谱分析法以 其高灵敏度、 高选择性在当今分析科学中 异军突起，已 成为一个重要的分支，发展前景十分广阔， 而其中的 共振光散射技术的发展尤其迅速。 共振光散射技术是最近十年发展起来的一种新的光谱分析技术。 共振光散射光谱法与其它的光谱法相比，具有仪器简单、分析速度快、灵敏度高、四川师范大邻士毕业论文选择性好、 光谱信息丰富的 特点， 因 此得到了 迅猛的发展。目 前的研究主要集中在生物大分子 ( 蛋白 质、 核酸) 和无机离子的定量分析方面， 其中 无机离子的测定需要形成复杂的三元体系， 实际测定时受到较大的限 制， 因而需要发展一些比 较简单的分析体系来增加它的实 用性。 比 浊法具有操作简便、 分析时间 短、 所用 试剂少、 检测手段简单， 可与其它分析方法联用， 易实现自 动化， 程序化等特点，因而广泛的 应用于环境分析，工业分析等领域， 但它存在自 身无法克服的无特定工作波长、 灵敏度低、光谱信息量少、选择性不好、条件不易控制等缺点。 本文在实验的 基础上把共振光散射技术和比 浊体系有机结合， 开 创性的提出了共振光散射比浊法。 从而为共振光散射光谱法开辟了一条新途径， 又克服了比浊法的缺陷。 在环境分析中， 阴离子定量测定的稳定性和准确度问 题一直都是困扰着分析工作者。 氯离子和硫酸根离子在环境中的允许含量都比较大， 不会直接产生污染。 但是在电 镀、 冶金等行业中， 如果氯离子含量控制不好， 也会间接导致其他有毒有害物质向 环境中排放， 从而导致环境污染， 例如酸性镀铜液中氯离子的量控制不好， 就会增加镀液( 硫酸铜和添加剂) 向 环境中的排放， 从而导致污染。 另外饮用水的国家标准中严格规定了氯离子的含量。 在电镀、 冶金、电子、 制药等许多行业中氯离子的含量规定严格， 因此氯离子的定量测定非常重要。 氯离子测定的 传统方法有重量法、 滴定法、 硫氰酸汞比 色法、 比 浊法。 重量法虽然准确， 但操作繁琐， 且不适宜于氯离子含量较低的 样品测定; 滴定法往往需要进行基体分离以消除干扰: 硫氰酸汞比色法虽然灵敏度较高， 但精密度相对较差， 而且试剂空白 高， 带来的环境污染也比较大: 比 浊法是一 种应用非常广泛的方法， 但使用分光光度计测量灵敏 度较低， 精密度不佳， 选择吸收波长具 有随 意性， 样品 色度影响较大。 因此寻求一种高灵敏度，高稳定性的氯离子定量分析方法就显得十分重要。 硫酸是酸雨的 重要成分， 测定降雨中硫酸根的量就可以了 解该地区由 硫所导致的污染状况， 进而 控制污染源， 从而实 现环境保护。 因 而硫酸根的定量测定在环境分析中 具有重要的意义。 同时食盐， 乳品中 硫酸根的含量也有严格的规定， 在工业分析， 食品分析的 许多领域测定 硫酸根离子都是非常重四川师范大4 % 士毕业论文要的课题。目 前测定硫酸根的方法主要是比 浊法， 在实践中发现比 浊法测定时吸光度很不稳定， 线性关系较差， 且样品的颜色会带来较大误差。 因此寻求一种高灵敏度，高稳定性的硫酸根离子定量分析方法就显得十分重要。 本文建立了共振光散射比浊法测定痕量氯离子、 硫酸根离子和钾离子体系， 并且实现了自 来水和酸性镀铜液中氯离子、 降 水和食盐中 硫酸根离子以及尿液中 钾离子的定量分析。 实验证明 该方法具有灵敏度和精密度高、 选择性好、应用广泛、较丰富的光谱信息的特点，具有广阔的应用前景。另外本文还筛选了两种共振光散射光谱探针用于蛋白 质的测定， 取得了 较好的实验效果。四川师范大翻 项 士毕业论文2共振光散射光谱法概述2 . 1 共振光散射光谱法的研究进展 光散射现象早己 被人类所认识， 光散射技术在物理化学、 胶体化学和高分子化学研究中有十分重要的地位，光散射方法是一种历史悠久的成熟的分析方法.1 8 0 2 年，r i c h t e r 就观察到了 光束通过金溶胶时发生光散射现象。1 9 1 0 年，爱因 斯坦日 首先用宏观 波动理论 对各向同 性的 透明 介质的 光散 射 现象进行了 准确 描 述， 提出 3 宏 观 波 动 理论 。 1 9 4 4 年， d e b y e ， 成 功 地 将r a y l e i g h 光 散 射用 于无强相互作用的高聚物溶液，从光散射测量中获得了质点分子量、均方半径及扩散系数等有用信息。 随着六十年代激光器的问 世，激光光散射技术越来越广泛地应用于生物大分子溶液性质的研究。 它在蛋白 质分子的缔合、 聚集等研究中有着独特的优势。利用经典的静态光散射，可以 测得大分子的平均分子量m ，旋转半径r 及第二维利系数a 。 利用动态光散射法可测得光强的相关函数， 从而得到大分子的平均扩散系数及平均流体学半径，该技术不破坏样品所处环境，可以快速跟踪体系的变化过程， 适用于研究生物大分子溶液状态行为9 7 1 9 7 5 年， b a u e r ， 等人发表t ( r e s o n a n c e e n h a n c e d d e p o l a r i z e d r a y l e i g hs c a t t e r i n g f r o m d i p h e n y l p o l y e n e s 首次提出 利用消偏振共振增强的 r a y l e i g h散射，可以克服研究液体中分子再定向的动力学时稀溶液中质子的消偏振散射偏低的 现象。 此 后 m i l l e r s 在 m i e n 的 球形粒子 模型 基础上提出 吸收 介质的 共振增强的r a y l e i g h 散射的波动理论。 1 9 9 3 年， p a s t e r n a c k e ， 等人 在j o u r n a l o f t h e a m e r i c a n c h e m i c a l s o c i e t y上发表 了 p o r p h y r i n a s s e m b l i e s o n d n a a s s t u d i e d b y a r e s o n a n c el i g h t - s c a t t e r 工 n g t e c h n i q u e 一文， 用普通的荧光分光光度计以光散射法研究叶琳类物质反式一 双( n 一 甲基毗睫嗡- 4 一 基) - 二苯外吩及其c u 的衍生物在d n a上的堆积， 并在研究新合成的 金属嵌合剂时发现该试剂和小牛胸腺d n a 反应后，光散射信号的增强与d n a 浓度在一定范围内 成正比0 。自 此， 共振增强的 光散射方法焕发了新的生命力。 1 9 9 6年 ， 童 沈 阳 研 究 小 组 在 a n a l y t i c a l c h e m 工 s t r y发 表 了四川师范大i ff 页 士毕业论文 ( d e t e r m i n a t i o n o f n u c l e i c b y r e s o n a n c e l i g h t - s c a t t e r i n g t e c h n i q u ew i t h a l p h a , b e t a , g a m m a , d e l t a一 t e t r a k i s 4 - ( t r i m o t h y l a m m o n i u m y l )p o r p h i n e ) .， ， 该 文 首次 用 共 振 光 散 射 光 谱法 定 量 测定了 核 酸， 为 定 量 分 析生物大分子开辟了一种新途径， 此后， 共振光散射光谱法在生化研究和分析领域得到了巨 大发展和广泛应用。 核酸的测定主要基于染料阳离子或金属鳌合阳离子生色团在核酸分子上的聚集作用或长距离组装，并引起核酸超螺旋结构的形成，导致了 共振光散射的 增强 10 1 ， 且散射强度与核酸的浓度成正比并具有很高的灵敏度。 目 前测定核酸的共振光散射法主要有: 叶琳法， 如m e s o一四 ( 三甲 氨基苯基) 叶琳 ( t a p p ) 及质子化t a p p 1 1 ;阳离子染料法， 如作为 碱性吩啧类的 藏红 t ( s t ) u 2 1 酚 藏红花 ( p s ) 19 1 、 中 性红14 1 ; 碱性吩唾 嗓染料的亚甲 蓝15 1 ;碱性三苯甲 烷染料的乙基紫、结晶 紫和甲 基紫18 1 以 及碱性吩嗯嗦 染料的 耐尔 蓝171等; 金 属 鳌 合 阳 离 子， 如 c o ( 川- 5 c l - p a d a b 体 系181 : 其他方法: 如硫酸鱼精蛋白与c t d n a 结合，能导致共振光散射大大增强， 可用于c t d n a 的 测定 19 1 9 9 6年 ，童沈 阳 小组在a n a l y t i c a l b i o c h e m i s t r y 上 发表 t m i c r o d e t e r m i n a t i o n o f p r o t e i n s b y r e s o n a n c e l i g h t s c a t t e r i n gs p e c t r o s c o p y w i t h b r o m o p h e n o l b l u e ， n ， 首 次 使用了 共振 光 散 射 光 谱 法定量测定了人血清中的蛋白 质含量，从而开辟了共振光散射光谱法定量测定蛋白质的新领域。蛋白 质的测定主要基于染料阴离子在蛋白 质等电点前与肤链上带正电 荷的基团 上的结合作用，生色团聚集于蛋白 质分子上引 起共振光散射增强，它与核酸不同的是生色团必须是带负电荷的阴离子。目 前测定蛋白 质的 共振光散射法主要有: 酸性三苯甲 烷染料法， 如澳酚蓝 ( b p b ) 0 、 四碘酚磺酞2 2 1 、铬天青s ( c a s ) 2 s 、 酸性绿2 5 2 4 1 ; 酸性咕吨染料法， 如邻苯三酚红( p r ) 2 5 ， 和澳 邻苯三酚红( b p r ) 0 1 ; 酸性偶 氮染 料法，目 前使用 较多的 是一些变色酸单偶氮染料如酸性铬蓝k 2 7 1 . 4 一偶氮变色酸苯基荧光酮2 8 ls p a d n s 等， 另 外 铬偶 氮 酚 k s 、 偶 氮氯 麟i 等 多 种 变色 酸偶 氮染 料 a 1 、 单 偶氮 染料如金橙g a ll 、 某些 酸性 双偶 氮 染料如 偶氮 磺i h 3 2 1 、 偶氮a ph i 2 8 1 、 曲 利本蓝& 11 等; 0 卜 琳类试剂如。 ， 0 ， y , 6 一四( 5 - 磺基唾嗯 基) a 卜 琳( t ( 5 - s t ) ) , t p p s , m ;目 前 r l s 法测定蛋白 质的 其他试剂不多， 主要有轻基黄酮类的四川师范大钾亚 士毕业论文棚 皮 素 等 c371 1 9 9 8 年， 西南师范大学的 刘绍璞 等人(3 ) 首次 利用共振光散射光 谱法测定了合成水样的汞 ( i 工 )含量，该方法比荧光法的灵敏度更高，如利用荧光萃取法3 8 测定 汞( i 工 ) 的 检测限 为1 6 6 . o n g / 毗， 而 利用该 法的 检 测限为1 . 6 8 n g /m l ， 灵敏度提高近百倍，并且该法不需要有毒溶剂萃取， 不会对环境造成污染，从而开创了 共振光散射光谱法测定痕量无机离子的新领域。该法主要基于两种电荷相反的离子之间由于静电引力、疏水作用力和电荷转移作用所形成的离子缔合物产生强烈的 r l s 。 目 前研究和测定的主要体系有: 毗( 川- s c n-一碱性三苯甲烷染料( 结晶紫( c v ) 、 乙基紫( e v ) 、 亮绿( b g ) 、 孔雀石绿( m g ) ,和碘绿( i g ) ) 体系i , , h g ( i i 卜 s c n 一维多 利亚蓝4 r ( v b 4 r ) 体 系i , , h g ( i i 卜s c n -一 碱性咕吨 染料体系， ， ， ， ( 罗 丹明 b ( r h b ) 、罗 丹明 6 g ( r h 6 g ) 、乙 基罗 丹明b ( e r h b ) 、 丁基罗丹明 b ( b r h b ) ) , h g ( ii 卜1 , 1 0 -菲罗琳一卤 代荧光素染料体系测定汞【“ ， ;s e ( iv卜i -r h b 体系 ， ， s e ( iv卜工 一碱性三苯甲 烷染料 ( c v ,e v , b g , m g 和i g )体系测定硒 m ; c r ( v i 卜i 一 碱性三苯甲 烷染料 ( c v , e v ,b g , m g 和i g ) 体系 , c r ( v i ) - i - - v b 4 r 体系阳 ， ，c r ( v i 卜i - - 罗 丹明 6 g 体系 ， ，测定铬:m o ( v i )- s c n一碱性三苯甲烷染料 ( c v , e v , b g , m g 和i g )体系测定铝 0 ; c d ( i i ) 一 工 一碱性a 占 吨染料体系 ( 罗丹明 b ( r h b ) 、 罗丹明 6 g ( r h 6 g ) ,乙 基罗丹明 b ( e r h b ) 、 丁基罗丹明 b ( b r h b ) )， ， ， c d ( i i )- i - -碱性三苯甲 烷染 料 ( c v , e v , b g , m g 和i g ) 体 系;0 ) 测定 锡; m o 旷一 r h b 和m g 体系测定 磷(63 )a i ( h i ) - c a s 一 体系 测定 铝 ) ; c u ( i i 卜二 澳苯基荧光 酮一阳离子表面活性剂体系测定铜s s)铅- b s a 一刚果红体系w )测定铅;【 工 , b r 一乙 基紫体系测定碘离子【6 71 以 及 i zb r ) 、 结晶 紫体系测定亚硝酸根;5 a ) 1 9 9 9 年，北京大学的张淑珍等人首次利用共振光散射光谱法建立了 糖原的分析方法，该法不需特殊的 试剂和仪器，直接将糖原溶于水，用普通的荧光分光光度计测量共振光散射强度即可。该法测量糖原的线性范围很宽，可跨越五个数量级， 并且该法具有很好的稳定性和抗干扰性， 在糖原的 分析测定中具有独特的优势。 1 9 9 9 年，广西师范大学的蒋治良 等人5 7 ) 首次利用共振光散射光谱法对金纳米粒子进行了研究。研究结果表明: 金粒子的粒径为1 0 n n - 9 5 n m 时，最强的四川师范大学 顽士毕业论文共 振 光 散 射 光 谱 峰 在 5 8 0 ， 处 ， 此 波 长 处 的 共 振 光 散 射 强 度 沂与 金 粒 子 的 粒径d 成正比， 开拓了共振光散射光谱法应用的新领域。 此后他们利用此法研究了 其 他 纳米 粒子 83 -70 的 共 振 光 散 射 光 谱。 2 0 0 1 年， 我们研究小组利用共振光散射光谱法在国 产的简易9 & 0 型荧光分光光 度计上成功的 测定了 人血 清中蛋白 质的 含量so l 。 实 现了 共振光 散 射光谱法在国产简易荧光光度计上的应用。 2 0 0 3 年， 西南 师 范 大学 的 刘 绍 璞(o il 等人 首 次 利 用 共振 光 散 射 光 谱 法 测定了 新药雷洛昔芬。 实 验结果表明: 在。 一 毛 . 3 m g / l 的范围内， r l s 强度与雷洛昔芬的质量浓度成正比，从而建立了一种快速、简便、灵敏、实用的测定雷洛昔芬的新方法，由 此揭开了 应用共振光散射光谱法进行药物分析的序幕。同年他们利用共振光散射光谱法测定了 盐酸小聚碱6 21 近年来，国内许多学者对共振光散射光谱理论进行了深入的探讨， 提出了一些理论假说。p a s t e r n e c k 等认为散射光谱与分子的激发离域( d e l o c a t i o n o f e x c i t a t i o n ) 和 粒 子的 大小 密 切相 关， . 从 与三 苯甲 烷 类染 料和柠檬酸分子结构功能团相似性的角度， 魏永巨等推测并证实了磺基水杨酸与蛋白质的光散射反应， 实现了0 . 1 - 1 . o m g / l 的蛋白质测定。 这表明共振光散射光谱是否有特征散射峰取决于有机试剂在所研究的 波长范围内是否存在特征的 分子吸收。 马 春琪 等2 0- 2 7， 认为 小分子r l s 增强的 两 个必要条 件: ( i ) 大 颗粒散射体的生成: ( 2 ) 强静电结合数所导致的高度的电子离域化。 广西师范大学蒋治良 等8 2 ) 根据研究结果 认为: 共振光散射光 谱可以 分为 r a y l e i g h 共振光散射和非线性共振光散射， 非线性共振光散射包括分频共振光散射( 如二级散射)和倍频共振光散射( 如反二级散射) 。 共振系指纳米微粒的界面电 子与光子的共振，较大粒径微粒和超分子及其界面的形成是产生共振光散射( 增强) 的根本原因d李原芳圆等认为共振光散射主要涉及到共振瑞利散射，但还有d y n d a l l 散 射、 荧光 和动态 光散 射， 其成分的 多 少取决 于散 射粒子的 大 小、 激发与发射波长和仪器的狭缝宽度。 在共振光散射光谱定量技术方面， 刘绍璞根据宏观波动理论，指出 分子散射源于折光指数的 涨落， 在限定条件下用瑞利散射定律解释了定量分析的基本原理;黄承志则把共振光散射光谱归属于同步光谱而利用同步发光方程四川师范大翔 士毕业论文来解释定量分析的基本原理。 基于以上理论我们认为由于r l s 是在普通荧光分光光度计上测定的， 并且测定的 激发和发射通带宽度较大( 等于或大于5 n m ) ， 所以r l s 也含有波长变化很小的动态光散射和b r i l l o u i n 散射成分。 当散射体系中还有较大的散射粒子和能发射荧光的散射粒子时， r l s 成分中 还应有t y n d a l l 散射或m i e散射或f r a u n h o f e r 散射和荧光。 小分子r l s 增强的必要条件: 均一稳定的大颗粒散射体的生成和界面的形成。 在共振光散射光谱定量技术方面， 用同 步发光方程来解释定量分析的基本原理。 从共振光散射光谱法发展历史和研究现状中， 我们不难看出 共振光散射光谱法已 成为当 今分子发射光谱技术发展的方向之一， 我们相信共振光散射光谱的发展也一定会给分析科学的发展注入新的活力。2 . 2共振光散射光谱法的特点 共振光散射光谱法只需要普通荧光分光光度计，调节激发光波长和发射光波长相等，即可获得待测组分所引起的共振光散射强度。 大量数据实验表明， 共振光散射强度与共振光散射粒子的浓度在一定范围内有线性关系， 据此可直接进行定量分析。 共振光散射光谱法是一种十分简便的、 用于痕量样品定量分析的高灵敏度方法， 是分子发射光谱领域近年发展起来的一个非常重要的领域。 共振光散射光谱法之所以 越来越受到人们的广泛关注， 就是因为共振光散射光谱法与其它的光谱法相比，具有仪器简单、 分析速度快、灵敏度高、 有较好的选择性、 可以为研究分子结构和反应特征提供更丰富的光谱信息的特点:2 . 2 . 1仪器简单 共振光散射光谱法能 在普通的荧光分光光度计上进行， 不像激光光谱需要特殊的 激光光源。 我们研究小组的工作已 经表明， 简易的荧光分光光度计虽然只有一个单色器， 也可进行共振光散射光谱法的测量。 大量的 试验结果表明， 该方法使用的仪器有可能进一步简化， 由 于该方法不需要复杂的仪器，因而有可能得到微型化、 便携式的 装置， 这在当今仪器分析的发展方向上预四川师范大尝 环 页 士毕业论文计会有新的突破.2 . 2 . 2 分析速度快 共振光散 射光谱分析法一般不需要对样品进行预先的化学处理， 避免了溶剂萃取、 分离等一系列烦琐的操作手续。 如测定糖原时， 可直接把糖原溶于水，在普通的荧光分光光度计上测定即可.2 . 2 . 3灵敏度高 共振光散射光谱法的灵敏度主要取决于测定时的条件。 一般可比单纯的瑞利散射灵敏度提高几个数量级， 因此可以 用于更稀溶液的 研究。 如在适宜的测定条件下，用该方法测定核酸和金属离子时，检测限均能达到纳克级。2 . 2 . 4有较好的选择性 由 于r l s 强度不再与x 成正比， 其散射光谱特征直接受到吸收光谱的影响，具有不同吸收光谱的分子会出 现彼此不同的r l s 光谱特征和相应的r l s峰，因此较单一的瑞利散射或比 浊法具有更好的选择性。2 . 2 . 5可以为 研究分子结构和反应特征提供更丰富的光谱信息 由于r l s 兼具散射和电子吸收光谱的双重特性，它既与分子中电子在入射光电 磁场作用下发生受迫振动有关， 又受电 子能级跃迁的影响， 它既源于瑞利散射和吸收光谱，又与两者不同，形成了一种新的光谱特征，因而它能够对研究分子结构、 大小和形状 ( 如球形、 链形、 无规则线团等) 、 电荷( 特别是二 电 荷) 分布， 键合性质等提供新的、 更丰富的信息。 研究发现， 共振光散射对于大分子非键作用， 如缔合、 聚集、 偶极一偶极作用、 长距离组装非常敏锐， 这对于生物大分子的 测定、 表征及反应历程的研究极为有利，同时 静电 作用、疏水作用、以及电 荷转移作用对于r l s 强度和光谱特征有重要影响。这就为通过离子缔合反应用r l s 技术测定痕量金属、非金属、 有机化合物和药物等奠定了基础。四川师范大翻项 士毕业论文2 . 3共振光散射光谱法的 发展趋势 现代科学对分析测试提出了 越来越高的要求， 面对分析对象的复杂性，分析手段的多 样性和现代分析化学日 新月异的 迅速发展， 要求有更新更先进的 方法来促进分析化学的发展。 共振光散射光谱法是近几年发展十分迅速的痕量分析方法， 在大分子分析、 元素分析中 具有灵敏度高、 选择性好的 优点，已 广泛地应用在化学、环境科学、 生命科学、 材料学等领域， 有着广阔的发展前景. 共振光散射光谱分析的发展， 同 其他学科的发展一样， 体现了 学科间的相互渗透，与现代科学技术的整体飞速发展密不可分。 例如由 于 5 0 年代原子能科学发展的需要，分析科学领域诞生了 一系列高灵敏度的仅器分析方法。诸如发明了原子吸收光谱法， 完善了光栅光谱仪理论， 创立了光栅光谱仪系列仪器，成功研制了傅立叶光谱仪。又如在 印 年半导体技术的兴起，导致了超纯物质分析方法的建立，分析科学领域产生了许多重要的研究成果， 光电 直读光谱仪程序化、自 动化达到新的高度，电热原子化的诞生把原子吸收法的灵敏度提高到了一个新的高度，同时建立了原子荧光法、 x 射线荧光分析等分析方法，并得到了 更广泛的应用。由于 7 0年代环境科学和宇宙科学的发展， 促进了大量痕量分析、 超痕量分析以及遥测分析方法的建立，光谱分析在此首当 其冲。 8 0年代光导纤维传感器是光谱分析的一项重大发展， 因此出 现了p h , c 0 2 1 0 2 , 碱金属、 过渡金属、 代谢产物和酶、 免疫传感器等。随着 9 。年代各种新兴尖端科学技术的 进一步发展和完善，光谱分析也进入了新的历史时期。 共振光散 射光谱法作为光谱法分析的一个分支， 其