利用化学发光检测羟基自由基的方法技术

一种利用化学发光检测羟基自由基的方法。该方法包括以下步骤：在羟基自由基产生反应体系中加入过量的探针分子香豆素，以使产生的羟基自由基与香豆素反应生成羟基化香豆素；将生成羟基化香豆素的反应体系与过硫酸盐氧化体系混合注入化学发光检测池以实时检测产生的化学发光；根据化学发光值确定所述羟基自由基产生反应体系中产生的羟基自由基的含量。本发明专利技术的方法不仅灵敏度高，而且能够实现传统方法难以实现的化学反应过程中羟基自由基的实时在线监测。在线监测。在线监测。

【技术实现步骤摘要】
利用化学发光检测羟基自由基的方法


[0001]本专利技术涉及自由基检测方法，尤其涉及一种利用化学发光检测羟基自由基的方法。

技术介绍

[0002]羟基自由基(以下简称为
·
OH)是一种最活泼的活性氧自由基，由于其具有很强的氧化性能够非选择性的高效氧化众多有机化合物，目前已被广泛用于污染物的高级氧化处理当中。很多反应都能产生
·
OH，其中最为经典的就是亚铁与双氧水(H2O2)在酸性条件下反应生成
·
OH的过程(Fenton反应)，其他过渡金属也能与H2O2反应发生类似的Fenton反应。TiO2、ZnO等光敏材料在光照下也能够产生
·
OH，进而可用于污染物的催化降解。一些自然过程也能产生
·
OH，比如氧化还原界面亚铁矿物的氧化过程已被报道能够产生
·
OH，这是污染物在自然介质中降解转化的一个重要驱动力。
·
OH具有很高的化学活性，寿命短，很难直接测定，目前关于
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OH的分析方法都是采用间接的方法，核心思想就是通过向体系中添加探针化合物或者捕获剂，通过定量
·
OH与探针化合物或者捕获剂反应形成的特征转化产物或者加和物来间接测定
·
OH的含量。由于选择的探针不同，检测方法也有很多种，常见的有电子自旋共振法、高效液相色谱法、荧光或紫外分光光度法等。这些方法均是离线分析方法，通常需要让探针化合物或者捕获剂与样品反应一段时间，然后和基质分离进行测定。由于
·
OH的产生和反应过程往往是十分快速的过程，如何原位监测
·
OH的产生和反应过程是目前分析方法的一大挑战，如果能够实现
·
OH的原位在线监测将有助于我们深入认识
·
OH的产生及其与污染物反应的过程和机制。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种利用化学发光检测羟基自由基的方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少一种。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种利用化学发光检测羟基自由基的方法，包括以下步骤：在羟基自由基产生反应体系中加入过量的探针分子香豆素，以使产生的羟基自由基与香豆素反应生成羟基化香豆素；将生成羟基化香豆素的反应体系与过硫酸盐氧化体系混合注入化学发光检测池以实时检测产生的化学发光；根据化学发光值确定所述羟基自由基产生反应体系中产生的羟基自由基的含量。
[0006]基于上述
技术实现思路
，本专利技术的利用化学发光检测羟基自由基的方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
[0007]本专利技术以香豆素为探针，通过香豆素与羟基自由基形成的羟基化香豆素在特定种类和浓度的过硫酸盐氧化体系中的化学发光效应，从而利用化学发光法完成对羟基自由基的实时检测。
[0008]将香豆素应用于本专利技术的检测方法中，相较于其他探针分子，羟基化香豆素的前
述发光效应强烈且实时发生，速率甚至可以达到毫秒级别，而香豆素本身的发光效应并不明显，由此确保本专利技术的快速检测而适用于
·
OH的在线监测，且检测限较低，表现出很高的灵敏度和时间分辨率。
附图说明
[0009]图1是本专利技术实施例1实时动态在线化学发光测定
·
OH的装置示意图；
[0010]图2是本专利技术实施例1
‑
1利用构建的动态在线检测法测定不同PMS和H2O2浓度对化学发光信号的影响结果，其中：
[0011]A是不同PMS浓度下相同Fenton反应体系的化学发光信号；
[0012]B是不同H2O2浓度下相同Fenton反应体系的化学发光信号；
[0013]图3是本专利技术实施例1
‑
2利用构建的动态在线检测法测定不同Fe
2+
剂量下Fenton反应体系的结果，其中：
[0014]A是不同Fe
2+
剂量下Fenton反应体系的化学发光信号；
[0015]B是Fe
2+
浓度与化学发光信号之间的线性相关性；
[0016]图4是本专利技术实施例1
‑
2利用化学发光法测定的化学发光值与[
·
OH]之间的相关曲线；
[0017]图5是本专利技术实施例1
‑
3利用构建的动态在线检测法对Fenton反应产生
·
OH的原位在线测定结果，其中：
[0018]A是在线化学发光信号随时间的变化曲线；
[0019]B是化学发光信号转化的
·
OH浓度信号随时间的变化曲线；
[0020]图6是本实施例1
‑
4利用构建的动态在线检测法对TiO2光催化过程产生
·
OH的原位在线测定结果，其中：
[0021]A是在线化学发光信号随时间的变化曲线；
[0022]B是化学发光信号转化的
·
OH浓度信号随时间的变化曲线。
[0023]图7是本专利技术实施例1
‑
5利用构建的动态在线检测法对土壤溶液中Fenton反应产生
·
OH的原位在线测定结果，其中：
[0024]A是黑土的在线化学发光信号随时间的变化曲线；
[0025]B是黑土的化学发光信号转化的
·
OH浓度信号随时间的变化曲线；
[0026]C是红壤的在线化学发光信号随时间的变化曲线；
[0027]D是红壤的化学发光信号转化的
·
OH浓度信号随时间的变化曲线；
[0028]图8是本专利技术实施例2利用构建的注射法对Fenton反应产生
·
OH的离线测定结果，其中：
[0029]A是不同Fe
2+
剂量下Fenton反应体系的化学发光信号；
[0030]B是[
·
OH]与化学发光信号的峰面积之间的线性相关性；
[0031]C是[
·
OH]与化学发光信号的峰高之间的线性相关性。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。需要说明的是，实施例中无特殊说明的百分比为质量
百分比。
[0033]香豆素(苯并吡喃酮，COU)是一种常用于
·
OH测定的探针分子，其原理是COU与
·
OH反应生成羟基化香豆素(h
‑
COU)，其中7羟基香豆素(7h
‑
COU)能够在350nm波长光的激发下产生波长为460nm的荧光，因而能够利用液相色谱监测7h
‑
COU来测定
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OH的产生。但是液相色谱的方法，分析一个样品需要十几分钟，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用化学发光检测羟基自由基的方法，包括以下步骤：在羟基自由基产生反应体系中加入过量的探针分子香豆素，以使产生的羟基自由基与香豆素反应生成羟基化香豆素；将生成羟基化香豆素的反应体系与过硫酸盐氧化体系混合注入化学发光检测池以实时检测产生的化学发光；根据化学发光值确定所述羟基自由基产生反应体系中产生的羟基自由基的含量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述羟基自由基产生反应体系中所述香豆素的初始浓度为50
‑
1000μmol/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羟基自由基产生反应体系包括芬顿反应体系、类芬顿反应体系或光催化体系。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将生成羟基化香豆素的反应体系与过硫酸盐氧化体系混合注入化学发光检测池的方式为注射法或动态在线检测法。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述过硫酸盐氧化体系为过硫酸盐或者过硫酸盐和双氧水的组合，过硫酸盐优选为单过硫酸氢钾。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在将生成羟基化香豆素的反应体系与过硫酸盐氧化体系混合时还包括：加入pH调节剂对所述生成羟基化香豆素的反应体系的pH值进行调整。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在采用动态在线检测法的情况下，过硫酸盐的浓度为100
‑
300mmo...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕继涛，张淑贞，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：