一種基于二維熒光相關(guān)譜的水中多環(huán)芳烴的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于檢測方法領(lǐng)域，特別是涉及一種基于二維熒光相關(guān)譜的水中多環(huán)芳烴 的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 多環(huán)芳烴是兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)連接在一起的烴類化合物。多環(huán)芳烴在環(huán)境中無 處不在，許多多環(huán)芳烴具有致癌性、致畸性、致突變性和生物累積性，能長期留存在環(huán)境中。 我國幾乎所有的河流和湖泊都已遭受到不同程度多環(huán)芳烴的污染。對污染的水體進(jìn)行修復(fù) 和治理，首先需要明確多環(huán)芳烴污染物在水中的種類和含量等基本信息。因此，對水中多環(huán) 芳烴含量的快速檢測方法的研究具有重要意義。
[0003] 目前，已經(jīng)有不少研究多環(huán)芳烴的方法，如氣相色譜法、高效液相色譜法、氣質(zhì)聯(lián) 用技術(shù)、超臨界流體層析色譜等，這些方法多是先將水環(huán)境樣品經(jīng)過復(fù)雜的前處理進(jìn)行分 離提純，然后再進(jìn)行分析。其操作繁瑣，且需要大量的有機(jī)試劑，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此開發(fā)一種簡 便快速檢測水中多環(huán)芳烴的方法一直是研究者們研究的焦點(diǎn)。
[0004] 多環(huán)芳烴具有剛性平面結(jié)構(gòu)，在合適波長激發(fā)下，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的熒光。熒光分析法 具有靈敏度高、選擇性好、方法簡便等優(yōu)點(diǎn)。因此熒光分析法已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境中多環(huán)芳 烴的定量分析。但是，由于待分析的多環(huán)芳烴多處在復(fù)雜的基質(zhì)中，且種類繁多、結(jié)構(gòu)相似， 因此常規(guī)的熒光光譜(一維光譜和激發(fā)-發(fā)射矩陣譜)相互重疊，無法對環(huán)境中的多環(huán)芳烴 污染物特征熒光信息進(jìn)行有效提取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于二維熒光相關(guān)譜的水中多 環(huán)芳烴的檢測方法，該檢測方法既可減弱多環(huán)芳烴所處基質(zhì)對其熒光特性的影響，又可提 供各熒光峰所對應(yīng)熒光團(tuán)之間的相關(guān)信息，可提取更多的多環(huán)芳烴的熒光特征信息，該方 法簡易、科學(xué)、分析效率和分析精度高。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種基于二維熒光相關(guān)譜水中多環(huán)芳烴的檢測方法，包括以下步驟：
[0008] (1)準(zhǔn)備不同濃度的實(shí)驗(yàn)用混合多環(huán)芳烴水溶液，其中所述混合多環(huán)芳烴由蒽、菲 和芘組成；
[0009] (2)掃描各實(shí)驗(yàn)用混合多環(huán)芳烴水溶液在不同激發(fā)波長下的熒光譜，得到實(shí)驗(yàn)用 混合多環(huán)芳烴的一維動(dòng)態(tài)熒光譜；
[0010] (3)將步驟(2)得到的實(shí)驗(yàn)用混合多環(huán)芳烴水溶液的一維動(dòng)態(tài)熒光譜數(shù)據(jù)按行排 列組成光譜矩陣，根據(jù)Noda理論，以激發(fā)波長為外擾，進(jìn)行二維相關(guān)計(jì)算，得到實(shí)驗(yàn)用混合 多環(huán)芳烴水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜矩陣；
[0011] (4)將步驟(3)得到的同步二維熒光相關(guān)譜矩陣與所述混合多環(huán)芳烴水溶液中蒽、 菲、芘的濃度變量矩陣采用多維偏最小二乘法建立定量分析模型；
[0012] (5)將含有蒽、菲、芘的未知樣品的水溶液進(jìn)行不同激發(fā)波長下的熒光光譜掃描， 得到未知樣品水溶液的一維動(dòng)態(tài)熒光光譜數(shù)據(jù)，將未知樣品水溶液的一維動(dòng)態(tài)熒光譜數(shù)據(jù) 按行排列組成光譜矩陣，根據(jù)Noda理論，計(jì)算出未知樣品水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜;將 未知樣品水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜代入步驟(4)得到的定量分析模型，得到未知樣品 水溶液中蒽、菲、芘的濃度。
[0013] 優(yōu)選的是，在步驟(1)中，所述混合多環(huán)芳烴水溶液中蒽、菲和芘濃度范圍均為0.1 yg/L-10yg/L〇
[0014] 步驟(2)、（5)中所述的不同激發(fā)波長，其范圍為26〇11111-33〇11111，間隔為511111 〇 [0015] 步驟⑵、（5)中所述的一維動(dòng)態(tài)焚光譜，其范圍為340m-460nm，間隔2nm。
[0016] 隨著二維相關(guān)分析技術(shù)的發(fā)展，將二維相關(guān)分析技術(shù)與傳統(tǒng)熒光分析技術(shù)相結(jié) 合一一二維熒光相關(guān)光譜技術(shù)，可以提高熒光光譜的分辨率，增強(qiáng)譜圖的識(shí)別能力，并在一 定程度上揭示了分子內(nèi)和分子間熒光團(tuán)的相互作用關(guān)系。該技術(shù)不同于傳統(tǒng)的激發(fā)-發(fā)射 矩陣熒光譜，前者體現(xiàn)了復(fù)雜體系中不同熒光峰之間的相互作用，而后者只是簡單地將激 發(fā)波長和發(fā)射波長作為兩個(gè)維度，體現(xiàn)了熒光強(qiáng)度與激發(fā)波長間的依賴關(guān)系。因此二維熒 光相關(guān)光譜可提取更多待測物質(zhì)分子熒光團(tuán)的相關(guān)信息，可提供更好的分析結(jié)果，同時(shí)適 合于那些傳統(tǒng)熒光光譜方法難以滿足的復(fù)雜體系樣品的定量分析。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：
[0018] 1、由于二維熒光相關(guān)譜體現(xiàn)是隨特定外擾變化的特征信息，因此與常規(guī)的熒光方 法相比，本發(fā)明的方法可有效消除多環(huán)芳烴所處基質(zhì)環(huán)境對其熒光特性的影響。
[0019] 2、本發(fā)明既充分利用了待測物質(zhì)在不同激發(fā)波長下的全譜熒光信息，又給出了不 同激發(fā)波長下，待測物質(zhì)各熒光團(tuán)熒光峰之間的相互關(guān)系，因此，與常規(guī)的熒光方法相比， 本發(fā)明的方法可更有效地提取多環(huán)芳烴污染物的特征信息。
[0020] 3、本發(fā)明將同步二維熒光相關(guān)譜矩陣與多維偏最小二乘法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水中多環(huán) 芳烴的定量分析。該方法簡易、科學(xué)、分析效率和分析精度高，可推廣到大氣、土壤等環(huán)境的 多環(huán)芳烴檢測中。
【附圖說明】
[0021] 圖1為實(shí)驗(yàn)用蒽濃度為1 Oyg/L水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜；
[0022]圖2為實(shí)驗(yàn)用菲濃度為10yg/L水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜；
[0023]圖3實(shí)驗(yàn)用芘濃度為10yg/L水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜；
[0024]圖4為實(shí)驗(yàn)用蒽、菲、芘濃度均為lOyg/L的混合溶液的同步二維熒光相關(guān)譜。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明的基于二維熒光相關(guān)譜水中多環(huán)芳烴的檢測方法，其步驟為：
[0026] (1)準(zhǔn)備不同濃度的實(shí)驗(yàn)用混合多環(huán)芳烴水溶液，其中所述混合多環(huán)芳烴由蒽、菲 和芘組成；
[0027] (2)掃描各實(shí)驗(yàn)用混合多環(huán)芳烴水溶液在不同激發(fā)波長下的熒光譜，得到實(shí)驗(yàn)用 混合多環(huán)芳烴的一維動(dòng)態(tài)熒光譜；
[0028] (3)將步驟(2)得到的實(shí)驗(yàn)用混合多環(huán)芳烴水溶液的一維動(dòng)態(tài)熒光譜數(shù)據(jù)按行排 列組成光譜矩陣，根據(jù)Noda理論，以激發(fā)波長為外擾，進(jìn)行二維相關(guān)計(jì)算，得到實(shí)驗(yàn)用混合 多環(huán)芳烴水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜矩陣；
[0029] (4)將步驟(3)得到的同步二維熒光相關(guān)譜矩陣與所述混合多環(huán)芳烴水溶液中蒽、 菲、芘的濃度變量矩陣采用多維偏最小二乘法建立定量分析模型；
[0030] (5)將含有蒽、菲、芘的未知樣品的水溶液進(jìn)行不同激發(fā)波長下的熒光光譜掃描， 得到未知樣品水溶液的一維動(dòng)態(tài)熒光光譜數(shù)據(jù)，將未知樣品水溶液的一維動(dòng)態(tài)熒光光譜數(shù) 據(jù)按行排列組成光譜矩陣，根據(jù)Noda理論，計(jì)算出未知樣品水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜； 將未知樣品水溶液的同步二維熒光相關(guān)譜代入步驟(4)得到的定量分析模型，得到未知樣 品水溶液中蒽、菲、芘的濃度。
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