快速定量检测铀酰离子的显色分子探针、试纸条及方法技术

本发明专利技术公开了一种快速检测铀酰离子的显色分子探针、试纸条及方法,该探针由4，4

【技术实现步骤摘要】
快速定量检测铀酰离子的显色分子探针、试纸条及方法


[0001]本专利技术涉及放射性核素检测
，特别是涉及一种快速定量检测铀酰离子的显色分子探针、试纸条及方法。

技术介绍

[0002]酸性废水(pH＝3
‑
6)中的铀主要以铀酰离子(UO
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)形式存在，由于核工业以及人类活动的影响，核废水处理后的UO
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的浓度也均远高于我国对含铀废水规定的排放标准，UO
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一旦进入地表水和土壤，就会对环境造成严重污染，如果通过食物链进入人体，UO
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会直接破坏人体DNA，逐渐沉积在人体骨骼，威胁人体健康。因此，对于快速准确地检测UO
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对于保护生态环境以及人体健康都至关重要。
[0003]目前，国内外已经发展了不同的方法来对UO
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进行检测，包括电感耦合
‑
等离子体质谱法、X射线荧光分析法、拉曼光谱法、原子吸收光谱法以及中子活化分析法等。尽管其中大部分方法可以对UO
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实现灵敏精准的检测，但是存在操作复杂、检测耗时、设备昂贵、机身笨重等问题，使得它们只适用于实验室中的检测分析。因此上述方法的缺点十分影响核应急事故救援人员对现场环境的控制和对受辐射公众的救治进度，尤其不适用于紧急情况下的放射性核素检测。这使得越来越多的研究人员致力于开发一种操作简单、快速高效、便携可靠、低成本的UO
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检测方法，以适用于UO
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的现场检测。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种快速定量检测铀酰离子的显色分子探针、试纸条及方法，基于电荷转移的原理，利用视觉比色法，显色分子探针可与UO
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形成配合物，发生明显的颜色变化，实现UO
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的可视化检测。试纸条制作成本低、携带方便，无需对样品进行复杂的前处理，也无需专门的技术人员操作，即可完成对UO
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的检测，解决了目前国内对于现场快速检测UO
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的难题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种快速定量检测铀酰离子的显色分子探针，所述显色分子探针的制备原料包括4，4
‑
联苯醚二酐(ODPA)和1，2，4
‑
苯三酚。
[0007]在进一步的技术方案中，所述显色分子探针的制备方法如下：
[0008]S1、称量4，4
‑
联苯醚二酐和1，2，4
‑
苯三酚固体粉末，混合均匀后加入规格为100mL的三颈烧瓶中，在180℃的油浴条件下反应，直至固体粉末完全熔融；
[0009]S2、称取适量氯化铵粉末作为催化剂，加入上述三颈烧瓶中，设置搅拌的转速使搅拌子转动，反应至搅拌子不动；
[0010]S3、停止加热，将上述三颈烧瓶冷却至室温，加入适量的质量分数为10％的氢氧化钠溶液，直至三颈烧瓶内的固体完全溶解，取出溶液，再加入适量的质量分数为30％的盐酸，边加边搅拌，直至生成絮状沉淀，得到反应产物；
[0011]S4、将上述反应产物进行萃取、旋蒸及干燥，即得到所述显色分子探针固体粉末。
[0012]在进一步的技术方案中，步骤S1中，所述4，4
‑
联苯醚二酐与1，2，4
‑
苯三酚的摩尔比为1：4
‑
4.4，总质量为2g
‑
5g。
[0013]在进一步的技术方案中，步骤S2中，所述氯化铵粉末的质量为0.5g
‑
1g，搅拌的转速为350rpm
‑
600rpm。
[0014]在进一步的技术方案中，步骤S4中，所述萃取的溶剂为甲基叔丁基醚，旋蒸温度为55℃，干燥温度为60℃，干燥时间为5h
‑
10h。
[0015]在进一步的技术方案中，所述显色分子探针配成溶液使用，其使用浓度为10μM
‑
80μM，所用溶液包括纯水、乙醇中的至少一种。
[0016]上述技术方案的工作原理如下：
[0017]UO
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的空间构型为直线型，即两个氧原子以铀为中心呈轴向的对称分布，这样的结构使得它易于与含有孤对电子的原子(O、N等)发生配位反应。ODPA和1，2，4
‑
苯三酚合成的探针作为配体，其羟基上的氧原子含有孤对电子，会与UO
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中的空轨道形成配位键，从而形成配位化合物。在这个过程中，电子会从配体中转移到UO
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，配体的电子密度会减少，而UO
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的电子密度会增加，因此，这个过程中会发生电荷转移，导致探针的吸收光谱发生变化，对应的溶液颜色会发生从黄色到红色的明显变化，从而实现对UO
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的可视化检测。
[0018]此外，本专利技术对于显色分子探针溶液的溶剂及浓度设定进行了探究，由于显色分子探针不易溶于水，故先用微量乙醇溶解，为了降低乙醇溶剂的影响，将其用水稀释为浓度不同的显色分子探针溶液；其溶液的浓度依赖于UO
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的浓度，为了避免原料的浪费，本专利技术将显色分子探针浓度设定为10μM
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80μM，为确保可以实现对UO
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的可视化检测。
[0019]另外，采用本专利技术的探针对UO
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进行检测时，要注意的是UO
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仅存在于酸性条件下，当pH大于6时，UO
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几乎完全水解，由于高浓度的UO
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溶液酸性过强，为了降低pH的影响，选择0.1μM
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40μM的UO
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溶液进行研究。
[0020]检测时，将配制好的显色分子探针溶液与不同浓度的UO
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溶液按体积比1：1混合，用紫外
‑
可见分光光度计测定吸光度值并获得相应的标准曲线，具体体现为，显色分子探针溶液为0.5mL，UO
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溶液为0.5mL。
[0021]本专利技术还提供了一种用于现场快速定量检测铀酰离子的试纸条，技术方案如下：
[0022]一种快速定量检测铀酰离子的试纸条，包括检测底板、粘贴于检测底板的显色分子探针载体、连接检测底板与载体的粘结剂以及铀酰离子检测试剂；
[0023]所述检测底板为ABS塑料白板，厚度为0.5mm，裁剪规格为6cm
×
0.7cm；
[0024]所述显色分子探针载体为医用脱脂棉纱布；
[0025]所述粘结剂为宽度为1cm的双面胶；
[0026]所述检测铀酰离子的试剂为上述显色分子探针的溶液。
[0027]在进一步的技术方案中，所述显色分子探针的溶液的溶剂为乙醇，浓度为30μM
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速定量检测铀酰离子的显色分子探针，其特征在于，所述显色分子探针的制备原料包括4，4
‑
联苯醚二酐和1，2，4
‑
苯三酚。2.根据权利要求1所述的快速定量检测铀酰离子的显色分子探针，其特征在于，所述显色分子探针的制备方法如下：S1、称量4，4
‑
联苯醚二酐和1，2，4
‑
苯三酚固体粉末，混合均匀后加入规格为100mL的三颈烧瓶中，在180℃的油浴条件下反应，直至固体粉末完全熔融；S2、称取适量氯化铵粉末作为催化剂，加入上述三颈烧瓶中，设置搅拌的转速使搅拌子转动，反应至搅拌子不动；S3、停止加热，将上述三颈烧瓶冷却至室温，加入适量的质量分数为10％的氢氧化钠溶液，直至三颈烧瓶内的固体完全溶解，取出溶液，再加入适量的质量分数为30％的盐酸，边加边搅拌，直至生成絮状沉淀，得到反应产物；S4、将上述反应产物进行萃取、旋蒸及干燥，即得到所述显色分子探针固体粉末。3.根据权利要求2所述的快速定量检测铀酰离子的显色分子探针，其特征在于，步骤S1中，所述4，4
‑
联苯醚二酐与1，2，4
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苯三酚的摩尔比为1：4
‑
4.4，总质量为2g
‑
5g。4.根据权利要求2所述的快速定量检测铀酰离子的显色分子探针，其特征在于，步骤S2中，所述氯化铵粉末的质量为0.5g
‑
1g，搅拌的转速为350rpm
‑
600rpm。5.根据权利要求2所述的快速定量检测铀酰离子的显色分子探针，其特征在于，步骤S4中，所述萃取的溶剂为甲基叔丁基醚，旋蒸温度为55℃，干燥温度为60℃，干燥时间为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶文友，陶洋，王元靖，何毅，刘大伟，崔云怡，于海利，王晓冰，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：