新型串联显色体系的构建及其在典型危化品可视化检测中的应用研究

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比色分析是一种利用显色剂,通过颜色变化来测定待测样品中化学元素或化学物质浓度的方法。由于比色测定法具有操作简便、使用便携式设备、成本低和能用肉眼读出等优点得到了广泛的研究。这些特征使得各种比色测定法对于现场检测目标分析物极为有用,尤其是在资源有限的地区。本文构建了两种串联显色体系,并成功应用于四种典型危化品的分析检测应用中,具体内容如下:一、我们开发了一种基于耦合化学氧化与光诱导自由基链反应的串联显色系统,通过将光诱导自由基链反应与化学氧化耦合,触发了放大过程并产生比色信号指数增长。邻苯二胺(OPD)被Fe3+氧化生成对光敏感的2,3-二氨基吩嗪(DAP)和Fe2+。并且在蓝色发光二极管(LED,12 W)照射下,对光敏感的DAP使空穴和H2O2产生,这些空穴和H2O2通过系统间交叉(ISC)过程与Fe2+发生芬顿反应生成具有氧化性的羟基自由基(·OH)和Fe3+。此外,由对光敏感的DAP产生空穴也可以氧化水分子产生羟基自由基。而生成的具有氧化性的·OH和由芬顿反应生成的Fe3+反过来继续氧化OPD以产生更多的DAP,直到所有易被氧化的邻苯二胺分子被完全消耗掉,同时溶液的颜色从无色变为黄色。通过DAP和丙酮的复合形成,使比色信号淬灭,这个串联显色系统成功地用于可视化检测丙酮,所获得的检测丙酮的灵敏度比以往报道的荧光测定提高了两到三个数量级。二、利用双(2,4,6-三氯苯基)草酸酯(TCPO)与H2O2反应中间产物的氧化性构建串联显色体系,将经典的TCPO-过氧化氢化学发光体系拓展到显色分析。双(2,4,6-三氯苯基)草酸酯与H2O2的中间产物具有氧化性,选取TMB作为反应底物,TMB在中间产物的作用下被氧化,产生明显的颜色变化。并且这个串联显色体系可以使TMB的信号呈指数型增长,可以在短时间内产生明显的颜色变化。最重要的是通过向该显色体系中加入芬太尼和去甲芬太尼,能使TMB的显色信号增长,以达到对芬太尼和去甲芬太尼的检测,并且通过对常用生物碱进行检测,发现该串联显色体系对芬太尼和去甲芬太尼具有选择性。最后检测了芬太尼和去甲芬太尼在人体尿液中的信号响应能力。
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