專利名稱：一種測定氯代酚的化學發光分析方法
技術領域：
本發明屬于一種借助于測定物質的化學性質來測試或分析材料的方法，具體涉及到測定材料的化學發光反應。
背景技術：
酚類污染的江河水經氯消毒時水中的酚類物質會被氧化生成氯酚類化合物(CPs)，長期飲用含氯酚的水可引起頭昏、出疹、皮膚瘙癢，貧血及各種神經系統疾病，過量攝入會出現急性中毒癥狀[1]。中華人民共和國國家標準(1999)《生活飲用水水質指標》規定，2，4-二氯酚，2，4，6-三氯酚和五氯酚的含量分別為1μg/L，10μg/L和0.02mg/L。中華人民共和國國家標準地表水環境質量標準規定，2，4-二氯酚，2，4，6-三氯酚和五氯酚的含量分別為0.093mg/L(5.7×10-7mol/L)，0.2mg/L(1.0×10-6mol/L)，0.009mg/L(3.4×10-8mol/L)。
在現有技術中，測定2，4-二氯酚，2，4，6-三氯酚和五氯酚的國家標準為電子捕獲-毛細色譜法，另外，五氯酚還可以用氣相色譜法檢驗[2]。
此外，目前CPs的檢測方法主要還有分光光度法，氣相色譜法(GC)和高壓液相色譜法(HPLC)。分光光度法測定靈敏度較低，不同的CPs需要采用不同的處理方法，在不同的波長處檢測，操作繁瑣；GC和HPLC法也不能直接進行CPs測定，需要衍生化處理，操作繁瑣，重現性差，回收率低，且儀器昂貴，使用受限[1]。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于克服以上方法的缺點，提供一種設計合理，抗干擾能力強，測定靈敏度和準確度高，線性范圍寬，儀器便宜，易于操作的測定氯代酚的化學發光分析方法。
按照本發明提供的技術方案，測定氯代酚的化學發光分析方法包括a、樣品配制在1-5ml 1.0×10-2mol/L-1.0×10-7mol/L的氯代酚內加入1-5ml 1.0×10-2mol/L-1.0×10-5mol/L的熒光劑與5ml 0.01-1.0mol/L的緩沖液，調整pH值為4-12，用蒸餾水定容至25ml，形成樣品；b、光照樣品經過5分鐘-5小時的光照，使樣品中的溶解氧被轉化成氧化性更強的活性氧，由活性氧氧化氯代酚，使氯代酚轉化為可以與氧化劑反應產生化學發光的物質；c、反應物質的配制將氧化劑用水稀釋，配制成1.0×10-2mol/L-1.0×10-6mol/L的溶液，形成反應物質；d、添加活性劑在樣品或反應物質中加入1-5ml 1.5-1.0×10-5mol/L表面活性劑；e反應將光照后的樣品通過注射閥注入連續流動的載液中，由載液攜帶樣品與另一流路的反應物質匯合后一起進入流通池內進行發光反應；其中載液樣品反應物質等于1.0×10-2-0.1∶1.0×10-8-1.0×10-3∶1.0×10-2-1.0×10-6；單位為摩爾濃度比。
所述氯代酚包括4-氯苯酚、2-氯苯酚、2，4-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、2，4，5-三氯苯酚及五氯苯酚。
所述熒光劑包括熒光素、四碘熒光素、亞甲基蘭、曙紅、8-羥基喹啉中的一種或幾種組合。
在光照時，將樣品置于透明的容器中，在靜止的情況下由日光或能發出日光的燈具照射；這種方式謂之離線方法。
在光照時，將樣品通過纏繞在能發出日光的管狀燈具上的透明管，在流動的情況下，由能發出日光的管狀燈具照射；這種方式謂之在線方法。
所述氧化劑為高錳酸鉀，雙氧水，溴水，N-溴代琥珀酰亞胺，二溴海因，二氯海因，氯溴海因中的一種或幾種組合；表面活性劑為曲拉通或土溫系列。載液為硼砂。
本方法的基本原理是在熒光劑的存在下，溶液受到光照時，水中的溶解氧會被轉化成氧化性更強的活性氧(單線態氧)。這種氧可以氧化氯代酚使其轉化為可以與氧化劑反應產生化學發光的物質。該物質的具體結構目前還不能確定，我們可以稱之為發光前體。顯然，在一定條件下樣品中氯代酚越多，光照后能產生的發光前體就越多，與氧化劑反應時發光強度就越大，因此可以對氯代酚進行定量檢測。
其中，光照的目的主要是產生可以發光的物質，因為沒有光照步驟，氯代酚與氧化劑反應并不產生化學發光現象。光照時間的長短與受到光輻射的劑量密切相關。本專利所說的在線方法即將樣品溶液通過透光的細管直接纏繞在燈管上，使溶液直接受到光輻射，這種方式效率高，所需時間短，通常5-20分鐘就能產生效果。而離線方式則需要更長的時間1-5小時(室溫)，才能達到比較高的發光強度。無論哪種方式，如果時間更短當然也可以產生發光前體，只不過量太少，發光強度弱，沒有應用價值。
所述表面活性劑有很多種，在這里能起到增敏作用的主要是非離子型的表面活性劑，如OP以及吐溫類。其增敏作用表現在有它存在時，發光前體與氧化劑反應時發光強度更高，也就意味著檢測靈敏度更高。
硼砂溶液做載液也是可以提高測定的靈敏度，換句話講，沒有它也行，就是靈敏度下降，沒有實際應用價值。因為一般污染水體中不會存在高濃度的氯代酚。
圖1為離線方法測量示意圖。
圖2為在線方法測量示意圖。
具體實施例方式
本發明化學發光檢測氯代酚方法包括以下步驟1、配置試劑樣品儲備液準確稱取一定量的氯代酚(分析純)，用1×10-3mol/L NaOH溶液溶解后轉入250mL棕色容量瓶，避光保存在冰箱中(4℃)，使用時逐級稀釋；5×10-4mol/L熒光劑儲備液準確稱取一定量的熒光劑(熒光素、四碘熒光素、亞甲基蘭等)(上海化學試劑公司)用1×10-3mol/L NaOH溶解，使用時逐級稀釋；氧化劑儲備液(高錳酸鉀，雙氧水，溴水，N-溴代琥珀酰亞胺，二溴海因，二氯海因，氯溴海因)，曲拉通X-100溶液和硼砂溶液，NaH2PO4溶液均按常規方法配置。所用試劑除特別說明外均為分析純，水為高純去離子水。
2、實驗方法取一定量氯代酚樣品，加入適量熒光劑，NaH2PO4緩沖液，曲拉通X-100，用蒸餾水定容至接近25ml，用6mol/LNaOH調pH至合適值，把內徑為0.8mm的聚四氟乙烯管纏于日光燈燈管外，開啟日光燈，用注射器把樣品緩慢推入聚四氟乙烯管，光照適當時間后的樣品通過進樣閥注入硼砂載液中。氧化劑溶液與樣品溶液在三通管混合并進入流通池中，在流通池中產生的化學發光信號經光電倍增管測定。
3、載液實驗用了硼砂、磷酸二氫鈉、蒸餾水等載液，發現在硼砂載液中才有比較強的發光信號，且發光信號隨硼砂濃度增大而增大。當硼砂濃度為0.05mol/L時，體系發光最強。
4、氧化劑氧化劑試驗了高錳酸鉀，雙氧水，溴水，N-溴代琥珀酰亞胺，二溴海因，二氯海因，氯溴海因中的一種或幾種組合；發現在實驗條件下均有較強的發光信號，其中N-溴代琥珀酰亞胺，二溴海因，二氯海因，氯溴海因發光信號最強。
5、熒光劑分別試驗了等摩爾濃度的曙紅，熒光素，四碘熒光素，亞甲基蘭，8-羥基喹啉等熒光劑，發現在實驗條件下均有較強的發光信號，在熒光劑為熒光素時，發光信號更強一些，熒光素濃度為2×10-5mol/L時信噪比最大。
6、pH值在pH＜5時，幾種氯代酚均以分子形式存在，發光信號較弱，故實驗對pH值4-12之間的樣品進行測定。發現不同的氯代酚出現最大發光強度的pH值不同。例如對-氯代苯酚為10.0左右，2，4-二氯苯酚為7.0左右。
7、表面活性劑分別實驗了曲拉通X-100，陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)和陰離子表面活性劑十二烷基磺酸鈉(SDS)。發現曲拉通X-100對于體系發光強度有強的增敏作用。
8、標準曲線的制作按步驟1和2所述配置溶液，測定化學發光值，以氯代酚標準溶液濃度為橫坐標，化學發光值為縱坐標，由計算機繪制曲線，并得出標準曲線的線性回歸方程。
9、干擾分析選擇水樣中常見的鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌以及常見的無機元素作為可能的干擾物進行了研究。
10、樣品分析取地表水富集后分析，發現有較強的發光信號，因此本方法可用于生活飲用水和水源水中氯代酚及多氯代酚的測定。
根據以上步驟，本發明化學發光檢測氯代酚方法的可行性可由以下實例分析說明實例1(2，4-二氯苯酚的測定)1、配置試劑樣品儲備液準確稱取0.143g 2，4-二氯苯酚(分析純)，用1×10-3mol/LNaOH溶液溶解后轉入250mL棕色容量瓶，避光保存在冰箱中(4℃)，使用時逐級稀釋；5×10-4mol/L熒光素儲備液準確稱取一定量的熒光素，用1×10-3mol/LNaOH溶解，使用時逐級稀釋；1.0×10-3mol/LN-溴代琥珀酰亞胺(NBS)儲備液1.16×10-1mol/L曲拉通X-100溶液和0.05mol/L硼砂溶液，0.25mol/L的NaH2PO4均按常規方法配置。所用試劑除特別說明外均為分析純，水為高純去離子水。
2、實驗方法取一定量氯代酚樣品，加入1.0ml 5.0×10-4mol/L的熒光素，5.0ml 0.25mol/LNaH2PO4緩沖液，2.5ml 1.16×10-1mol/L的曲拉通X-100溶液，定容至接近25ml，調pH至7.0，把內徑為0.8mm的聚四氟乙烯管纏于日光燈燈管外，開啟日光燈，用注射器把樣品緩慢推入聚四氟乙烯管，光照適當時間后的樣品通過進樣閥注入硼砂載液中，NBS溶液與樣品溶液在三通管混合并進入流通池中，在流通池中產生的化學發光信號經光電倍增管測定。載液硼砂濃度為0.05mol/L，氧化劑N-溴代琥珀酰亞胺(NBS)濃度為5×10-5mol/L。
3、標準曲線的制作在5個25ml的容量瓶中用移液管分別量取1.0ml，2.0ml，3.0ml，4.0ml，5.0ml 3.52×10-3mol/L的2，4-二氯苯酚標準溶液，按步驟2所述實驗方法測定各樣品化學發光值，以2，4-二氯苯酚標準溶液為橫坐標，化學發光值為縱坐標，由計算機繪制曲線，并得出標準曲線的線性回歸方程如下ΔI＝260.03LnC+2394.3 (1)式中ΔI為相對發光強度，C為2，4-二氯苯酚標準液的濃度(mol/L)，R＝0.9993.
在5個25ml的容量瓶中用移液管分別量取1.0ml，2.0ml，3.0ml，4.0ml，5.0ml 3.52×10-5mol/L的2，4-二氯苯酚標準溶液，按步驟2所述實驗方法測定各樣品化學發光值，以2，4-二氯苯酚標準溶液為橫坐標，化學發光值為縱坐標，由計算機繪制曲線，并得出標準曲線的線性回歸方程如下ΔI＝2.8156LnC+41.5132(1)式中ΔI為相對發光強度，C為2，4-二氯苯酚標準液的濃度(mol/L)，R＝0.9997.
4、干擾分析選擇水樣中常見的鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌以及常見的無機元素作為可能的干擾物進行了研究。結果發現在該條件下對3.52×10-5mol/L的2，4-二氯苯酚溶液的測定，相對誤差≤5％時，允許共存物質的含量為鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌(500倍)，4-氯苯酚(450倍)，Na+、K+、Mg2+、Ba2+、Ca2+、Ba2+、PO43-、SO42-、NO3-、Cl-、F-(500倍)，Fe3+、Cu2+(200倍)，這表明在該條件下本方法對2，4-二氯代酚的測定具有良好的選擇性。
實例2(2，4-氯苯酚的測定)1、配置試劑樣品儲備液準確稱取0.143g 2，4-二氯苯酚(分析純)，用1×10-3mol/LNaOH溶液溶解后轉入250mL棕色容量瓶，避光保存在冰箱中(4℃)，使用時逐級稀釋；5×10-4mol/L亞甲基藍儲備液準確稱取一定量的亞甲基藍，用1×10-3mol/L NaOH溶解，使用時逐級稀釋；1.0×10-3mol/L N-溴代琥珀酰亞胺(NBS)儲備液，1.16×10-1mol/L曲拉通X-100溶液和0.05mol/L硼砂溶液，0.25mol/L的NaH2PO4均按常規方法配置。所用試劑除特別說明外均為分析純，水為高純去離子水。
2、實驗方法取一定量氯代酚樣品，加入2.5ml5.0×10-4mol/L的亞甲基藍，5.0ml0.25mol/L NaH2PO4緩沖液，2.5ml 1.16×10-1mol/L的曲拉通X-100溶液，定容至接近25ml，調pH至10.0，把內徑為0.8mm的聚四氟乙烯管纏于日光燈燈管外，開啟日光燈，用注射器把樣品緩慢推入聚四氟乙烯管，光照適當時間后的樣品通過進樣閥注入硼砂載液中，NBS溶液與樣品溶液在三通管混合并進入流通池中，在流通池中產生的化學發光信號經光電倍增管測定。載液硼砂濃度為0.05mol/L，氧化劑N-溴代琥珀酰亞胺(NBS)濃度為5×10-5mol/L。
3、標準曲線的制作在5個25ml的容量瓶中用移液管分別量取1.0ml，2.0ml，3.0ml，4.0ml，5.0ml 3.52×10-3mol/L的4-二氯苯酚標準溶液，按步驟2所述實驗方法測定各樣品化學發光值，以4-氯苯酚標準溶液為橫坐標，化學發光值為縱坐標，由計算機繪制曲線，并得出標準曲線的線性回歸方程如下ΔI＝86.68LnC+663.21式中ΔI為相對發光強度，C為4-氯苯酚標準液的濃度(mol/L)，R＝0.9977.
在5個25ml的容量瓶中用移液管分別量取1.0ml，2.0ml，3.0ml，4.0ml，5.0ml 3.52×10-5mol/L的4-氯苯酚標準溶液，按步驟2所述實驗方法測定各樣品化學發光值，以2，4-二氯苯酚標準溶液為橫坐標，化學發光值為縱坐標，由計算機繪制曲線，并得出標準曲線的線性回歸方程如下ΔI＝0.8132LnC+14.5632 (1)式中ΔI為相對發光強度，C為4-氯苯酚標準液的濃度(mol/L)，R＝0.9991.
4、干擾分析選擇水樣中常見的鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌以及常見的無機元素作為可能的干擾物進行了研究。結果發現在該條件下對3.52×10-5mol/L的2，4-二氯苯酚溶液的測定，相對誤差≤5％時，允許共存物質的含量為鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌(500倍)，4-氯苯酚(450倍)，Na+、K+、Mg2+、Ba2+、Ca2+、Ba2+、PO43-、SO42-、NO3-、Cl-、F-(500倍)，Fe3+、Cu2+(200倍)，這表明在該條件下本方法對2，4-二氯苯酚的測定具有良好的選擇性。
實例3(2，4，6-三氯苯酚的測定)
1、配置試劑樣品儲備液準確稱取0.173g 2，4，6-三氯苯酚(分析純)，用1×10-3mol/LNaOH溶液溶解后轉入250mL棕色容量瓶，避光保存在冰箱中(4℃)，使用時逐級稀釋；5×10-4mol/L熒光素儲備液準確稱取一定量的熒光素，用1×10-3mol/L NaOH溶解，使用時逐級稀釋；1.0×10-3mol/L二溴海因儲備液，1.16×10-1mol/L曲拉通X-100溶液和0.05mol/L硼砂溶液，0.25mol/L的NaH2PO4均按常規方法配置。所用試劑除特別說明外均為分析純，水為高純去離子水。
2、實驗方法取一定量氯代酚樣品，加入1.0ml 5.0×10-4mol/L的熒光素，5.0ml0.25mol/L NaH2PO4緩沖液，2.5ml 1.16×10-1mol/L的曲拉通X-100溶液，定容至接近25ml，調pH至5.5，把內徑為0.8mm的聚四氟乙烯管纏于日光燈燈管外，開啟日光燈，用注射器把樣品緩慢推入聚四氟乙烯管，光照適當時間后的樣品通過進樣閥注入硼砂載液中，二溴海因溶液與樣品溶液在三通管混合并進入流通池中，在流通池中產生的化學發光信號經光電倍增管測定。載液硼砂濃度為0.05mol/L，氧化劑二溴海因濃度為5×10-5mol/L。
3、標準曲線的制作在5個25ml的容量瓶中用移液管分別量取1.0ml，2.0ml，3.0ml，4.0ml，5.0ml 3.52×10-3mol/L的2，4，6-三氯苯酚標準溶液，按步驟2所述實驗方法測定各樣品化學發光值，以2，4-二氯苯酚標準溶液為橫坐標，化學發光值為縱坐標，由計算機繪制曲線，并得出標準曲線的線性回歸方程如下ΔI＝381.24LnC+3534.21 (1)式中ΔI為相對發光強度，C為2，4-二氯苯酚標準液的濃度(mol/L)，R＝0.9989.
在5個25ml的容量瓶中用移液管分別量取1.0ml，2.0ml，3.0ml，4.0ml，5.0ml 3.52×10-5mol/L的2，4，6-三氯苯酚標準溶液，按步驟2所述實驗方法測定各樣品化學發光值，以2，4，6-三氯苯酚標準溶液為橫坐標，化學發光值為縱坐標，由計算機繪制曲線，并得出標準曲線的線性回歸方程如下ΔI＝3.5351LnC+61.472 (1)式中ΔI為相對發光強度，C為2，4，6-三氯苯酚標準液的濃度(mol/L)，R＝0.9996.
4、干擾分析選擇水樣中常見的鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌以及常見的無機元素作為可能的干擾物進行了研究。結果發現在該條件下對3.52×10-5mol/L的2，4，6-三氯苯酚溶液的測定，相對誤差≤5％時，允許共存物質的含量為鄰苯二酚、對苯二酚、對苯醌(550倍)，4-氯苯酚(100倍)，Na+、K+、Mg2+、Ba2+、Ca2+、Ba2+、PO43-、SO42-、NO3-、Cl-、F-(500倍)，Fe3+、Cu2+(200倍)，這表明在該條件下本方法對2，4，6-三氯苯酚的測定具有良好的選擇性。
參考文獻[1]中華人民共和國國家標準地表水環境質量標準.2002，4，28. 張嵐等.頂空固相微萃取氣相色譜法測定飲水中氯酚.衛生研究，2006，35(1)92-94.
權利要求
1.一種化學發光測定氯代酚的方法，其特征在于，a、樣品配制在1-5ml1.0×10-2mol/L-1.0×10-7mol/L的氯代酚內加入1-5ml 1.0×10-2mol/L-1.0×10-5mol/L的熒光劑與5ml0.01-1.0mol/L的緩沖液，調整pH值為4-12，用蒸餾水定容至25ml，形成樣品；b、光照樣品經過5分鐘-5小時的光照，使樣品中的溶解氧被轉化成氧化性更強的活性氧，由活性氧氧化氯代酚，使氯代酚轉化為可以與氧化劑反應產生化學發光的物質；c、反應物質的配制將氧化劑用水稀釋，配制成1.0×10-2mol/L-1.0×10-6mol/L的溶液，形成反應物質；d、添加活性劑在樣品或光照后的樣品或反應物質中加入1-5ml 1.5-1.0×10-5mol/L表面活性劑；e反應將光照后的樣品通過注射閥注入連續流動的載液中，由載液攜帶樣品與另一流路的反應物質匯合后一起進入流通池內進行發光反應；其中載液∶樣品∶反應物質等于1.0×10-2-0.1∶1.0×10-8-1.0×10-3∶1.0×10-2-1.0×10-6；單位為摩爾濃度比。
2.如權利要求1所述化學發光測定氯代酚的方法，其特征在于，氯代酚包括4-氯苯酚、2-氯苯酚、2，4-二氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、2，4，5-三氯苯酚及五氯苯酚。
3.如權利要求1所述化學發光測定氯代酚的方法，其特征在于，熒光劑包括熒光素、四碘熒光素、亞甲基蘭、曙紅、8-羥基喹啉中的一種或幾種組合。
4.如權利要求1所述化學發光測定氯代酚的方法，其特征是在光照時，將樣品置于透明的容器中，在靜止的情況下由日光或能發出日光的燈具照射。
5.如權利要求1所述化學發光測定氯代酚的方法，其特征是在光照時，將樣品通過纏繞在能發出日光的管狀燈具上的透明管，在流動的情況下，由能發出日光的管狀燈具照射。
6.如權利要求1所述化學發光測定氯代酚的方法，其特征在于，氧化劑為高錳酸鉀，雙氧水，溴水，N-溴代琥珀酰亞胺，二溴海因，二氯海因，氯溴海因中的一種或幾種組合；表面活性劑為曲拉通或土溫系列。
7.如權利要求1所述化學發光測定氯代酚的方法，其特征在于，載液為硼砂溶液。
全文摘要
一種測定氯代酚的化學發光分析方法。基于氯代酚在熒光劑存在下光解后可與氧化劑反應產生化學發光的現象，建立了高靈敏和選擇性測定氯代酚的新方法。曲拉通X－100作為增敏劑可以有效的增強該體系的發光強度。該方法對4－氯苯酚、2－氯苯酚、2，4－二氯苯酚、2，4，6－三氯苯酚及五氯酚等多種氯代酚均有良好的發光響應，檢出限可達5.0×10
文檔編號G01N1/38GK1987433SQ20061016142
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月12日 優先權日2006年12月12日
發明者朱啟軍, 張俊麗 申請人:江南大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
