吖啶黄-罗丹明6G之间荧光能量转移及其在测定钒中的应用

1、第 27卷第 7期 2007年 7月 冶 金 分 析 Metallurgical AnalysisVol. 27, No. 7J uly , 2007文章编号 :1000-7571(2007 07-0026-04吖啶黄 -罗丹明 6G 之间荧光能量转移及其在测定钒中的应用傅 丽 1,2, 刘保生 31, 曹冬林 3, 王云科 1, 鲍恋君 1(11河北大学理化分析中心 河北省分析科学技术重点实验室 , 河北保定 071002; 21廊坊师范学院化学系 , 河北廊坊 065000;31河北工程大学 , 河北邯郸 056038摘 要 :在 ex /em =465/556nm , S , 吖啶黄 -

2、罗丹明 6G 间能够发生有效的能量转移 , ,6G 。利用吖啶黄 -罗丹明 6。钒在 518587174g/6G 荧光猝灭程度呈良好的线性关系 , 测定 11份空白溶液 , 计算 3173g/L 。 该方法用于饮用水和工业废水中痕量钒的测定 , 相对标准偏差为 1197%3195%, 回收率为 9012%10416%。关键词 :吖啶黄 ; 罗丹明 6G; 能量转移 ; 荧光猝灭 ; 钒中图分类号 :O657139 文献标识码 :A收稿日期 :2006-08-08作者简介 :傅 丽 (1971- , 女 , 讲师联系人 :刘保生 , 男 , 研究员 , 从事分子光谱研究 , Tel :0312-

3、5079385, E 2mail :baoshengliu20031631com 。 荧光共振能量转移 (FRET 分析法由于其仪 器简单 、 灵敏度高 、 所需样品量少 、 分析速度快等 优点 , 已成为一种有效的痕量分析技术 。所谓 FRET 是指电子激发能在适当的能量给予体和能量接受体对之间的传递 , 传递距离最大可达 7101010nm 1。此分析方法已在无机离子测定 、 酶的活性测定 、 免疫分析 2-3和生物大分子结构 、 功能研究 2,4等方面得到广泛应用 。钒作为一种重要的痕量元素 , 广泛存在于水 体和食品中 。在极低浓度时 , 是人体必需的营养 元素之一 5。文献已报导测定

4、钒的方法有光度 法 6、 极谱法 7等 , 这些方法的灵敏度都不高 。能 量转移荧光法与常规荧光法和共振光散射相比受 瑞利散射光干扰小 , 重现性好 。本文报道了在硫酸介质中 , 十二烷基硫酸钠 (SL S 存在下 , 吖啶黄 与罗丹明 6G 之间发生能量转移 , 钒的加入导致 罗丹明 6G 有强烈的荧光猝灭作用 , 且在一定范 围内具有良好的线性关系 , 据此建立了荧光猝灭 测定钒的新方法 , 用于饮用水和工业废水中痕量钒的测定 , 相对标准偏差为 1197%3195%, 回收率为 9012%10416%。1 实验部分111 主要仪器和试剂RF 2540荧光分光光度计 (日本岛津 ; UV

5、2265紫外可见分光光度计 (日本岛津 ;601B 酸度计 (江苏电分析仪器厂 。钒 (V 标准储备溶液 :110×10-3mol/L , 称 取 11169mg 偏钒酸铵溶于水 , 并定容于 100mL 容量瓶中 , 用时稀释至 510×10-6mol/L 为标准 工作溶液 ; 吖啶黄 (A Y 溶液 :110×10-5mol/L ; 罗丹明 6G (R6G 溶液 :210×10-6mol/L ; 十二烷 基硫酸钠 (SL S , 化学纯 溶液 :510×10-2mol/L ; 铜铁试剂溶液 :50g/L , 称取 015g 铜铁试剂 (N

6、2亚硝基苯胲铵 溶于 10mL 水中 , 过滤后使用 (用 时临时配制 。以上所用试剂除注明外均为分析纯 , 水为二 次蒸馏水 。62第 27卷第 7期 2007年 7月 傅丽等 :吖啶黄 -罗丹明 6G 之间荧光能量转移及其在测定钒中的应用 Vol. 27, No. 7 J uly , 2007112 实验方法于 10mL 比色管中依次加入 110mL A Y 溶 液 ,115mL R6G 溶液 , 不同体积的钒标准工作溶 液 ,013mL 0101mol/L 的硫酸和 015mL SL S , 用水稀释至刻度 , 摇匀 。室温下放置 10min , 于 激发波长 465nm , 发射波长

7、556nm 处 , 测定其荧 光强度 , 同时作试剂空白 , 激发和发射狭缝均为 10nm 。2 结果与讨论211 AY 2R 6G 间的能量转移根据能量转移理论 , 当能量给予体分子和接相当 ,移 。 能量转移效率既与染料本身的性质有关 , 又 与染料分子间的距离有关 , 分子间距离越小转移 效率越高 。 A Y 的荧光峰 (508nm 与 R6G 二聚 体的吸收峰 (503nm , 相差仅 5nm , 即有较好的 重叠 , 这就为 A Y 与 R6G 的能量转移提供了前提 条件 。 为在染料稀溶液中能够发生能量转移 , 常 加入表面活性剂降低表面张力 , 缩短分子间的距 离 。 试验了 S

8、L S 的用量对能量转移的影响 , 发现 加入 015mL 510×10-2mol/L SL S 溶液时 ,A Y 与 R6G 间能量转移效率最大 , 故选择加入 015 mL SL S 作为实验所用表面活性剂 。用 R6G 的吸收强度几乎为零的端部波长 465nm 去激发 A Y 2R6G 的混合体系 , 既可以保 证 A Y 有较大的吸收又能保证 R6G 不会被激发 , 使转移效果更好 , 见图 1。由图 1可知 , A Y 和 R6G 之间发生了有效的能量转移 , 钒的加入使 A Y 2R6G 能量转移体系中 R6G 的荧光猝灭 。据 此可建立 A Y 2R6G 能量转移荧光猝

9、灭测定钒的 新方法 。212 AY 与 R 6G 浓度对能量转移的影响能量转移效率 可以由供体荧光的猝灭或受 体荧光的增强的公式 =1-F d /F d得出 (其中F d 为无给体时受体的荧光强度 , F d为给体存在 时受体的荧光强度 。固定 A Y 的浓度为 110×10-6mol/L , 改变 R6G 浓度作 随 R6G 浓度变化 曲线 , 考察 A Y 与 R6G 浓度对能量转移效果的影 响 , 见图 2。图 2表明 :在 215×10-3mol/L 的 SL S 中 , 随着 R6G 与 A Y 浓度比增大 ,R6G 在发 生能量转移前后荧光强度的差值也增大 ,

10、当 A Y 的浓度为 110×10-6mol/L 、 R6G 浓度为 310×10-7mol/L , 即浓度比为 10 3时 , 其能量转移效 果最好 。而超过最佳浓度比时 ,R6G 在发生能量 转移前后荧光强度的差值变小 。图 1 荧光光谱Fig 11 Fluorescence spectra11110mL A Y +015mL SL S ; 21115mL R6G +015mL SL S ; 31110mL A Y +115mL R6G +015mL SL S ;41110mL A Y + 115mL R6G +015mL SL S +V 。图 2 R 6G 浓度对能量

11、转移的影响Fig 12 The effect of R 6G concentration onenergy transfer213 酸度的影响试验 H 2SO 4的用量对钒猝灭能量转移体系 的影响 (见图 3 , 发现在加入 013mL 的 0101 mol/L H 2SO 4时 ,A Y 与 R6G 的能量转移效果最 佳 , 且荧光猝灭程度最大 。 当 H 2SO 4的用量大于 013mL 时 , 峰的位置会发生偏移 , 影响实验结果 。 故本实验选用 013mL 0101mol/L H 2SO 4为测 定条件 。214 共存离子的干扰按实验方法考察多种离子对测定 10g/L 钒 的影响 。

12、 当相对误差 <±5%时 , 干扰离子所允许 72第 27卷第 7期 2007年 7月 冶 金 分 析Metallurgical Analysis Vol. 27, No. 7 J uly , 2007图 3酸度对能量转移的影响Fig 13 The effect of acidity on energy transfer浓度倍数为 :K +,Na +,N H +4, SO 2-4,NO -3, PO 3-4(10000 ;Ca 2+,Mg 2+, Zn 2+2+2;Mn 2+, Hg 2+, , , W ( ,Al 3+(1000 ; +-, -,Ba 2+(500 ; Sb

13、3+,Sn 2+,Cr ( , I -(250 ; Fe 2+, Cu 2+, Fe 3+(100 ;NO -2(50 。215 工作曲线及检出限按实验方法加入不同量的钒标准工作溶液 ,测得相对荧光强度 F 并绘制工作曲线 , 其线性 回归方程为 :F =0154+94189(:mg/L , 相关 系数 r =019940, 钒的浓度在 518587174g/L 范围内呈线性关系 ; 平行测定 11份空白溶液 , 计 算方法检出限为 3173g/L , 相对标准偏 差为 015%。3 样品分析取 100mL 清澈水样 (浊度高的水样应滴加 10g/L NaO H 溶液使 p H 为 8, 以定

14、量中速滤 5mL , 0, 。 加 , 1min , 再加入 5mL 氯 , 振荡 2min , 静置分层 , 弃去氯仿层 , 加入 5mL 氯仿二次萃取 。将水层移入烧杯中 , 用少量水洗 涤分液漏斗 , 加热煮沸 , 使水层中氯仿挥发 。 在去 除氯仿的水样中加酸 、 碱调节 p H 值与钒标准溶 液一致后 , 定容于 25mL 容量瓶中 , 作为样品溶 液 。 取一定量该溶液按实验方法操作 , 同时做标 准加入回收实验 , 结果列于表 1。表 1 试样中钒的分析结果及回收率T able 1 Analytical results and recoveries of vanadium in

15、samples n =6样品Sample测定值 (g/L Found相对标准偏差 (%RSD加入量 (g/L Added回收量 (g/L Recovered回收率 (% Recovery 自来水Tap water21152216817155161749514河水River water96112318223140221899718钢厂废水Waste water f rom steel works1281363195111701212410416井水Well water121501197518551289012参考文献 :1陈国珍 , 黄贤智 , 郑朱梓 , 等 1荧光分析法 (第二版 M 1北京

16、 :科学出版社 ,1990:122-13212章竹君 1能量转移发光分析 J1分析试验室 (ChineseJournal of Analysis Laboratory ,1993,12(1 :25-2813吴远远 , 李丽清 , 耿征 , 等 1鲁米诺 -高碘酸钾 -抗坏血酸体系化学发光反应的研究与应用 J1分析试验室 (Chinese Journal of Analysis Laboratory ,1999,18(2 :58-6114蒋淑艳 , 曲复宁 1同步荧光 -双波长同时测定抗坏血酸和丙酮酸 J1分析化学 (Chinese Journal of Analyt 2ical Chemist

17、ry ,1997,25(9 :1064-106715VenugopalB , L uckey T D 1Metal Toxicity in Mammal M .New Y ork :Plenum ,Press ,1979:220-2251 6阮琼 , 李碧玉 , 白世发 , 等 1二安替比林 2(o 2羟基 苯基 甲烷分光光度法测定钒 J1冶金分析 (Metallurgical Analysis ,2005,25(3 :73-7517王月宣 , 李益恒 , 阮湘元 1钒 ( -茜素 S -溴酸钠体 系极谱络合吸附催化波的研究 J1分析化学 (Chinese Journal of Analyti

18、cal Chemistry ,2004,32(9 :1206-120818冯启利 1盐酸苯肼 -1,82二羟基萘 -3,62二磺酸 -氯 酸钾反应体系用于测定玉米中的痕量钒 J1饲料工 业 (Feed Industry ,2005,26(13 :49-50182第 27卷第 7期 2007年 7月 傅丽等 :吖啶黄 -罗丹明 6G 之间荧光能量转移及其在测定钒中的应用 Vol. 27, No. 7 J uly , 2007Study on fluorescence resonance energy transfer b etw een acridine yellow and rhod amin

19、e 6Gand its app lication in th e d etermination of v anadium FU Li 1,2,L IU Bao 2sheng 31,CAO Dong 2lin 3,WAN G Yun 2ke 1,BAO Lian 2jun 1 (11Center of Physics and Chemistry , Hebei University ,Baoding 071002,China ;21Department of Chemistry ,Langfang Teachers College ,Langfang 065000,China ;31Hebei

20、University of Engineering , Handan 056038,China Abstract :A new met hod for t he determination of trace vanadium was developed by energy t rans 2 fer f rom acridine yellow (A Y to rhodamine 6G (R6G 1It t hat /556nm and in p resence of H 2SO 4and lauryl sodium sulfate (SL S ,t t between A Y and R6G 1

21、The fluorescence between vanadium and A Y in sulf uric was 5185-87174g/L for vanadi 2 um 1The met hod 3173g/L (n =11 1The relative standard deviation was 1197%-3195%1The were 9012%-10416%1The met hod has been applied to t he determi 2 nation of vanadium in drinking water and polluted water in industry wit h satisfactory result s 1K e