荧光酮类显色剂在离子分析中的应用

荧光酮类显色剂在金属离子分析中的应用

摘 要`

本文主要以荧光酮类显色剂在金属离子分析中的应用为研究课题，系统阐述了荧光酮类显色剂在食品样品，药品样品，岩矿样品，以及金属样品的相关金属离子分析中的应用；荧光酮类试剂主要用于高价金属及两性元素的分析中，它以高灵敏度和较好的选择性在多领域中微量高价离子和两性元素的检测方面广泛使用，由于光度分析在各种例行分析中的重要性，光度分析所使用的分析试剂，特别是新显色剂的研究一直备受关注。一系列苯基荧光酮衍生物的合成和应用是近10年来高灵敏光度法的一个十分活跃的领域。荧光酮类显色剂的作用也越来越受到重视。

关键词：荧光酮类显色剂，金属离子分析，食品药品样品，岩矿样品，金属样品

The Application Of Fluorescent ketone Reagent In The Metal Ion

Analysis

ABSTRACT

In this paper, the fluorescent color reagent ketones in metal ion analysis for the research topic .Systematically expounded the fluorescent color reagent ketone food, drugs, rock and metal samples of the relevant metal ion analysis; fluorescent ketone reagents mainly used for high-priced metals and gender element analysis, it is with high sensitivity and good selectivity in many fields of trace element ions and gender aspects of widely used test, as photometric analysis in a variety of routine analysis of the importance of spectrophotometric reagents used in the analysis, especially the new color reagent Research has been great concern .Phenylfluorone series Synthesis and application of the last 10 years, a highly sensitive spectrophotometric very active in the field. Fluorescent color reagent ketones more and more important role.

KEY WORDS: the fluorescent color reagent ketones，metal ion analysis，Food and Drug Samples，Rocks and Minerals，Metal sample

目 录

前 言 ................................................................................................... 1

第1章 荧光酮类显色剂的概述 ............................................................ 2

1.1 荧光酮类显色剂的结构及特点.................................................. 2

1.2 荧光酮类显色剂的分类及其应用 .............................................. 3

1.3 荧光酮类显色剂的发展史 ......................................................... 4

第2章 荧光酮类显色剂在金属离子分析中的应用 .............................. 6

2.1 食品金属离子分析中荧光酮类显色剂的应用 ........................... 6

2.1.1 微乳液增敏邻硝基苯基荧光酮光度法测定食品中痕量铅 6

2.1.2 2,3,7-三羟基-9-(5＇-苯偶氮)-水杨基荧光酮豆类中痕量钼的

测定............................................................................................ 7

2.2 药品金属离子分析中荧光酮类显色剂的应用 ........................... 9

2.2.1 对氯苯基荧光酮药物中测锌 ............................................. 9

2.2.2 二价铜离子与二溴羟基苯基荧光酮_溴化十六烷基三甲基

铵显色反应 ...............................................................................11

2.3 岩矿金属离子分析中荧光酮类显色剂的应用 ......................... 12

2.3.1 二溴羟基苯基荧光酮与铁、镓显色反应 ........................ 12

2.3.2 5＇-硝基水杨基荧光酮测铝 ............................................ 14

2.4 金属样品金属离子分析中荧光酮类显色剂的应用.................. 14

2.4.1 对氯苯基荧光酮测铝合金及锆铜微量锆 ........................ 14

2.4.2 4-甲氧基苯基荧光酮测合金钢中钼 ................................. 15

第3章 荧光酮类新显色剂的结论与展望 ........................................... 17 谢 辞 ..................................................................... 错误！未定义书签。

参考文献 ............................................................................................. 20

外文资料翻译 ...................................................................................... 22

前 言

20世纪80年代以来，随着新型有机显色剂的研制成功和分光光度计的迅速普及，现代光度分析以其灵敏度高、选择性好、价格低廉、操作简单等显著特点，成为目前实际工作中使用最广的分析方法之一。

光度分析作为一种基础分析方法并未从分析实践中消失，它的分析对象分析样品范围广，包括各种金属样品各种离子分析，各种矿物样品中的离子分析等多种类型的分析。在光度分析中，显色剂占主要地位，荧光酮类显色剂，是具有很高灵敏度的显色剂。其典型代表为苯基荧光酮。苯基荧光酮早在40年代已经合成。基于其选择性和稳定性差，长期未得到实际应用。直至近十年来，由于表面活性剂的广泛应用，该类显色剂重新获得新的活力，成为非常活跃的研究领域。一系列新的苯基荧光酮试剂相继问世，并应用于许多元素的荧光分析、光度分析中，成为测定一系列高价元素的重要方法，不仅其灵敏度高，而且其选择性和稳定性也好，颇受人们的欢迎。本文对荧光酮类试剂在金属离子分析中的应用进行了综述。

苯基荧光酮类试剂在吸光光度法中的应用苯基荧光酮类试剂在稀有金属光度分析中的应用非常广泛，近年来由于表面活性剂或分散剂的广泛深入应用，灵敏度有很大提高。试剂在吸光光度法中的应用，主要是利用试剂在胶束介质中与金属离子的络合反应。高价离子在强酸性条件下显色，选择性较佳；而低价离子在弱酸性、中性甚至碱性条件下显色，选择性欠佳，常需结合掩蔽或适当的分离操作。荧光酮类试剂在荧光分析中测定金属离子不仅灵敏度高，而且选择性也可进一步改善。今后还应研制新的性能优良的荧光酮类试剂。随着研究工作的逐步深入，荧光酮类试剂在分析中的应用将更加完善和发展。

第1章 荧光酮类显色剂的概述

1.1荧光酮类显色剂的结构及特点

在现代光度分析实验中，新显色剂的使用越来越广泛，特别是荧光酮类显色剂，在适当的表面活性剂和相应的反应酸度环境中，荧光酮类显色剂有着较为广泛的应用。

荧光酮类显色剂是指分子中含有2,3,7-三羟基-6-酮基-吡喃环结构的一类三苯基甲烷衍生物。

目前，应用较为广泛的荧光酮类显色剂有苯基荧光酮、二溴羟基苯基荧光酮、4,5-二溴苯基荧光酮、水杨基荧光酮、硝基苯基荧光酮等[1]，高灵敏和高选择性是此类反应较为显著的特征。许多荧光酮试剂金属配合物的摩尔吸光系数在105以上。在高价金属离子测定时，常见金属离子允许量达毫克量级或更高，因此该类试剂可用于复杂样品的微量组分的直接测定。

荧光酮类显色剂是9-位被苯基取代而形成的苯基荧光酮，它的分子结构为2,3,7-三羟基-6-酮基-吡喃环结构的一类三苯基甲烷衍生物，一般情况下苯基荧光酮类试剂为红色或橙色粉末，熔点在350℃左右，微溶于水和冷乙醇，在PH8以上的乙醇溶液中，带有绿色荧光，在强碱中逐级分解，随着试剂水溶液PH的增大，颜色由黄色变为橙色，再变为橙红色，在强碱中呈紫红色。

在酸性介质中，荧光酮类试剂能与Ge、Sn、Al、Ga、Ti、Sb、Nb、Mo和W等许多金属离子形成红色或紫色配合物，该类试剂与金属离子的显色反应有较大的对比度。试剂分子结构和表面活性剂是主要的影响试剂吸收光谱的因素。

该试剂分子中存在两个可与金属离子形成闭合环的功能团，即邻羟基或邻羟醌基，因此，对金属配合物的结构目前见解上不一致。在9位取代基苯基上的不

同位置上引入不同的取代基对此类试剂的分析性能有较大的影响。相应的总结如下：

（1）荧光酮类显色剂在碱性介质中，被过氧化氢氧化可产生一定强度的化学发光，在9位苯基上引入供电子基，化学发光的强度增强，且供电子基团数目增多，试剂的化学发光强度增大；

（2）9-位苯基上引入卤素取代基时，化学发光强度也增强，尤以邻位、对位卤素取代基增强效果显著；

（3）强吸电子基引入9-位抑制化学发光，强度为零；

（4）只有化学发光强度大幅度增强的试剂，其分析性能才能明显提高。

表面活性剂对反应的影响情况因试剂和金属离子的种类不同而存在明显差异，对于具体的反应要根据实验结果确定最恰当的表面活性剂，就表面活性剂的增敏机理而言，人们普遍认为是由于金属离子试剂及表面活性剂形成了三元化合物，因此表面活性剂的选择是非常重要的。

1.2荧光酮类显色剂的分类及其应用

20多年来，我国分析工作者在金属离子显色剂的合成方面做了大量工作，其中许多研究已经达到国际领先水平。目前应用较为广泛的有水杨基荧光酮类显色剂、苯基荧光酮、肉桂基荧光酮，丙基荧光酮、十一烷基荧光酮等。其中水杨基荧光酮类显色剂主要包括水杨基荧光酮、5’-水杨基荧光酮、二溴水杨基荧光酮、四溴水杨基荧光酮、5’-硝基水杨基荧光酮、3’，5’-二水杨基荧光酮等；苯基荧光酮主要包括邻硝基苯基荧光酮、二溴苯基荧光酮、二溴对羟基苯基荧光酮、邻氯苯基荧光酮、4’，5’-二溴苯基荧光酮、对氯苯基荧光酮、三甲氧基苯基荧光酮、对羟基苯基荧光酮等。

水杨基荧光酮在不同的表面活性剂和不同的酸度介质中可测定多种离子，如铝离子、铬离子、镉离子、锰离子、钼离子、铅离子、锡离子、钨离子等，5’-水杨基荧光酮主要用于测定铁、锡、钛、钨、锌等离子，二溴水杨基荧光酮在表面活性剂存在的条件下，在强酸性金介质中可测定钛和钨离子，四溴水杨基荧光酮主要用于测定铬离子，5’-硝基水杨基荧光酮主要用于测定钛离子，还广泛应用于石

灰石、石英砂、石膏中微量铝的测定；苯基荧光酮类的邻硝基苯基荧光酮可用于测定不含锡的纯铜及黄铜中的微量锑、测定无钛钢铁试样中微量钽、还可以用于某些合金钢样中微量钛、氮化硅陶瓷材料中微量铁的测定[1]，二溴苯基荧光酮可用于测定矿石中微量镓还可用于测定铬离子，二溴对羟基苯基荧光酮可用于测定铝合金中微量钛、测定钢中痕量钼、测定合金钢中钨、铜合金中微量锡、而且该试剂还可用于测定罐头食品中微量锡测定，邻氯苯基荧光酮可用于锡箔和铅试样中微量铟、铅锌矿及铝合金中微量锑、钢铁矿石样品中微量铝的测定，邻氯苯基荧光酮也可用于钼、钛的测定。4’，5’-二溴苯基荧光酮用于测定低合金钢中微量钼。对氯苯基荧光酮主要用于铝合金及锆铜中微量锆的测定，三甲氧基苯基荧光酮可以用于食品中微量锗的测定，对羟基苯基荧光酮，可用于复杂样品中锗的分析，由于该试剂与钼的显色反应具有良好的选择性，对羟基苯基荧光酮已用于食品及钢铁试样中微量钼的测定。荧光酮类显色剂在光度分析中应用非常广泛。

1.3荧光酮类显色剂的发展史

光度分析是基于被测物质的分子对光具有选择性吸收的特性而建立起来的一种分析方法，包括紫外、可见分光光度法，比色分析法等。根据各种物质所有的特殊吸收光谱，可进行定性分析和定量分析。该方法适用于微量组分的测定，而且测定对象广泛。在中国国家标准中，光度分析方法超过70种，它涉及金属、合金、钢铁、矿石、煤炭、轻工业等行业各类样品中50多种元素的测定。

显色剂是一种将化学反应后产生的复合物显色以达到实验测定目的的一种试剂。

荧光酮显色剂的合成时间较早，但基于其选择性和稳定性较差，直至近十年才的到广泛应用，成为非常活跃的研究领域，一系列新的三羟基苯基荧光酮试剂相继问世，并应用于许多元素的定量测定，是一系列高价元素测定的重要方法，这些方法不仅灵敏度高，而且选择性和稳定性也较高。荧光酮-表面活性剂胶束增敏分析法，在荧光分析，发光分析，电化学分析，原子吸收光变分析，以及高效液相色谱分析中，也得到了更加广泛的应用[2]。

自1990年以来，合金钢中二价铜离子和W(MO)用PF-CTMAB在PH8.4～10.0的测定条件中的测定，硅酸盐在测定体系为V-PF-CPB，测定条件为PH7.5的测定等

[3]；到1994年，新型显色剂的使用范围明显扩大，包括水样、土壤、煤样、铁罐食品、人工合成样品等70余种样品中各种金属离子的分析测定。

新近合成的三甲基苯基荧光酮，在高浓度的磷酸溶液介质中，试剂与锗发生灵敏的显色反应，几乎所有的金属离子均有很高的允许量，尤其是对钼、钨、钛等高价离子有很好的选择性，已成功应用于食品中痕量锗的测定，成为目前最为理想的锗试剂之一，锗配合物的摩尔吸光系数达1.8 105L mol 1 cm 1。正如北京矿冶研究总院出版的《国内高灵敏光度法手册（1985—1994）》一书中所说：“一系列苯基荧光酮衍生物的合成和应用是近10年来高灵敏光度法的一个十分活跃的领域。

第2章 荧光酮类显色剂在金属离子分析中的应用

2.1食品金属离子分析中荧光酮类显色剂的应用

食品中所包含的金属和非金属大约有80种左右，它们可以分为两类：一类是组成人体生命主要、必需的，食品中含量很高的常量元素；另一类为营养必需的微量元素。目前已经被确证是动物或人类生理所必需的微量元素有14种，它们是铁、碘、铜、锌、锰、钴、钼、硒、铬、镍、锡、硅、钒等。

正常情况下，人体仅需要极少量或只能耐受极小剂量的微量元素，否则将会出现毒性作用。

随着人们生活水平的不断提高，人们越来越关注食品安全问题。食品安全是事关人民健康和构建和谐社会的重大战略问题，同时也是全球关注的焦点话题。为了保障人体健康、确保饮食安全，对食品中微量元素进行监测是十分必要的，食品中金属离子的检测是食品安全检测的重要内容

食品中的微量元素常与有机物质结合在一起，在样品分析中，进行分离和浓缩，以除去干扰元素、富集待测元素是非常必要的。

食品中微量元素的测定方法，主要有可见分光光度法、原子吸收分光光度法等。可见分光光度法因设备简单、价格相对低廉、灵敏度较高而得到广泛应用。随着分光度法在食品分析中的广泛应用，荧光酮类显色剂的作用也越来越受到重视。

2.1.1 微乳液增敏邻硝基苯基荧光酮光度法测定食品中痕量铅

乳液是由表面活性剂助表面活性剂、油和水按适当比例组成的透明的稳定体系。可以提高广度分析的灵敏度[4]。

魏琴，李慧芝研究了在微乳液介质中，PH=10.0时，铅与邻硝基苯基荧光酮显色生成稳定的1∶3配合物，在598nm处摩尔吸光系数为8.74×10L·mol-1·cm-1，铅含量在0～1.2ｕg/mL范围内符合比耳定律。邻硝基苯基荧光酮为暗红色结晶，

不溶于水，稍溶于丙酮、苯、二氯乙烷和四氯化碳，易溶于酸化的乙酸、碱溶液和浓的无机酸[5]。

实验过程中，微乳液介质引入显色体系具有一定的增敏作用，邻硝基苯基荧光酮在不同胶束、微乳液介质存在下与铅的显色反应。

近年来,利用表面活性剂或微乳液的增敏作用，人们对于苯基荧光酮及其衍生物与金属离子的显色反应进行了大量的研究，特别是新的苯基荧光酮类衍生试剂的开发研制，显著地提高了光度法测定金属离子的灵敏度和选择性。本实验方法考察介质对体系灵敏度的影响。有色配合物在具有良好增溶作用的微乳液介质中有利于对显色物质产生富集作用，促进显色反应的进行，因而提高了测定的灵敏度。当选用CTMAB微乳液介质时，体系的灵敏度最高，待测体系的最大吸收波长为598nm。

在本实验中应注意以下几点：

体系酸度的影响：体系在酸性介质中不显色，当在碱性的情况下，在pH=9.60～10.20之间时。体系吸光度大且较稳定。本文选择pH=10.0的硼砂2NaOH缓冲溶液控制体系的显色酸度。

微乳液用量的选择：当微乳液CTMAB的加入量在3.0～4.2mL范围内，体系的吸光度大且平稳所以选择微乳液的加入量为3.5mL

显色剂用量的选择：仅改变显色剂邻硝基苯基荧光酮的用量,研究其对显色体系的吸光度的影响，由测定结果可知，当显色剂的加入量在1.5～3.5mL之间时，体系的吸光度最大且较稳定。因此，本文选择2.5mL0.3g/L的 NPF。

配合物组成的测定：配制铅标准溶液和 NPF乙醇溶液浓度均为8.896×10mol/L，采用连续变化法，将铅标准溶液和 NPF乙醇溶液按物质的量比连续变化，并保持总浓度相等，然后进行一系列的光度测定，结果表明，铅与邻硝基苯基荧光酮配合物的组成比为1∶3。

目前，在众多食品中铅的测定方法中，该方法可测得较满意的结果

2.1.2 2,3,7-三羟基-9-(5＇-苯偶氮)-水杨基荧光酮豆类中痕量钼的测定

白桦的试验研究了显色剂2,3,7-三羟基-9-(5′-苯偶氮)水杨基荧光酮的合

成方法，研究了试剂与钼（Ⅵ）的分光光度性质及反应条件。在0.48mol/L的硫酸介质中，阳离子表面活性剂CTMAB存在下，钼Ⅵ与PASAF形成稳定的橘红色配合物，在526nm处有最大吸收，表观摩尔吸光系数为1.46×105L·mol-1·cm-1，钼Ⅵ含量在0～10μg/25mL范围内符合比尔定律[6]。

在表面活性剂或微乳液存在的条件下，苯基荧光酮试剂可与钼Ⅵ形成显色灵敏度高，选择性好的配合物，因而此类试剂已经成为光度法测定钼的一类重要显色剂，目前已报道的有苯基荧光酮、水杨基荧光酮 、对羧基苯基荧光酮、3、5-二溴-4-偶氮变色酸苯基荧光酮等，本实验合成了2，3，7-三羟基-9-(5＇-苯偶氮)-水杨基荧光酮试剂在阳离子表面活性剂CTMAB存在下与钼Ⅵ发生显色反应，由此建立了用PASAF测定钼的方法，方法具有简单、快速和灵敏，大多数常见金属离子不干扰，用于豆类中痕量钼的测定，结果令人满意。

在本实验中应注意：

酸度的影响：结果表明在硫酸介质中显色反应的灵敏性和稳定性都要高于在其他介质中。

显色剂的用量：用量在1.5～3mL之间时配合物的吸光度最大且稳定，实验中显色剂选用2mL。

表面活性剂的影响：当0.2%的CTMAB用量4～8mL时，吸光度保持恒定最大，实验中采用加5mL0.2%的CTMAB溶液。

用该方法可测得较满意的结果。

高俊杰，余萍[7]的微乳液增敏光度法测定锡的研究试验研究了苯基荧光酮显色剂对果汁中微量锡离子的测定。结果较令人满意。

食品中金属离子的分析还经常用到苯基荧光酮，如芝麻、茄子等食品中二价铜离子的测定，茶叶中钴离子的测定三甲氧基苯基荧光酮等。

综上可知，荧光酮类显色剂在食品样品分析中的应用是该类试剂的优点得以充分展现。也使食品分析的工作从以化学分析为主逐渐向以广度分析转变。这种转变使食品分析更加精确，从而也为食品安全监督提供了有利条件。

[2]

2.2药品金属离子分析中荧光酮类显色剂的应用

药物分析是当前生命科学及分析化学学科的一门热点课题,它不仅包括对药品质量的控制,也包括对药物体内过程的研究。药品监管工作直接关系到人民群众的身体健康和生命安全,关系到社会稳定。药品监督管理职能越来越多，承担的任务越来越重，如何有效监管，才能保证人民群众的饮食用药安全，药品分析中的金属离子分析是药品监督管理的重要组成部分。药品中的金属离子属于一般杂质。在多种药物的生产或储存中容易引入这些杂质。药品中金属离子的存在或超标将影响药品的稳定性及用药的安全性。荧光酮类显色剂在药品分析中的应用日渐广泛，比较常见的有苯基荧光酮在中草药及维生素中金属离子铁、钴的分析。

2.2.1 对氯苯基荧光酮药物中测锌

杜荣山等的试验研究了在阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)存在下，对氯苯基荧光酮(p-CPF)与锌的显色反应条件和相关性质。在pH=8.4Na2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中，锌与(p-CPF)形成1∶1的红色络合物，所形成的络合物的最大吸收波长位于568nm处，表观摩尔吸光系数为7.20×104L·mol-1·cm-1；红色络合物至少稳定10h以上，锌含量在0～2.40μg/5mL范围内符合比耳定律。拟定方法用于药物中微量锌的测定，结果满意[8]。

锌是人体生长发育、生殖遗传、内分泌等重要生理过程中必不可缺少的物质。人体含锌量减少时，会引起免疫组织受损和免疫功能缺陷。补锌越来越受到人们的重视，补锌保健品大量涌现，因此，建立一种操作简单、灵敏度较高的检测锌的方法很有必要。用有机试剂苯基荧光酮与锌的显色反应进行微量锌的检测是目前应用较多的一种方法。

苯基荧光酮类显色剂是一种酸性三苯甲烷类衍生试剂，试剂的分子内存在羟基或邻羟羰基多个可与金属离子形成闭合环的功能团，在表面活性剂的作用下，以灵敏度高、选择性好而广泛用于金属离子的测定中，如铬、锆、钨等，已有许多用于锌的测定。本实验研究了在pH=8.4的Na2HPO4-KH2PO4缓冲溶液中，阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲胺CTMAB存在下，p-CPF与金属离子锌的显色反应特性，建立了微量锌的测定新方法。采用拟定的分析方法用于康普力星、葡萄糖酸锌等

药物中微量锌的测定。

在该实验过程中应注意事项如下:

酸度的影响：

按实验方法，分别加入一定量的不同pH值的Na2HPO4-KH2PO4缓冲溶液，本实验选取pH=8.4。pH=8.4Na2HPO4-KH2PO4缓冲溶液用量在0.80～1.20mL时络合物的吸光度值最大且稳定。

显色剂用量的影响:

在CTMAB增敏作用下，对于1.60μgZn，当1.39×10mol/L-CPF溶液用量在0.10～0.14mL范围内，络合物吸光度值最大且恒定，本文采用0.12mL。

表面活性剂的选择及用量：

分别试验了阳离子表面活性剂CTMAB、阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂（Tween-80)对配位显色反应的影响。结果表明，SDS对本体系几乎没有增敏作用，Tween-80增敏效果不明显，而CTMAB增敏效果很明显。1.00×10-3 mol/LCTMAB的用量在0.70～0.80mL范围内，络合物吸光度值最大且恒定，本实验选用0.75mL。

显色时间及络合物的稳定性：

实验表明，在室温下，定容后4min络合物显色完全，本实验选用室温下显色5min后进行测定。将反应体系放置一段时间后再测量，10h后络合物的吸光度值变化在±5%范围内，表明络合物可以稳定10h。试验不同温度条件下体系吸光度值的变化,超过65℃以上吸光度值会降低，实验选择室温条件进行。

试剂加入顺序：

按实验方法，试验试剂不同的加入顺序对体系吸光度值的影响。结果表明，锌离子依次在缓冲溶液、p-CPF及CTMAB之后加入显色效果较好，这可能是酸性染料分子p2CPF在缓冲介质弱碱性条件下，其有效型体与CTMAB外配位配体形成具有共轭效应的离子缔合物，尔后更有效与锌离子发生高灵敏的络合反应,呈现高的吸光度值。本实验选择依CTMAB，缓冲溶液，p-CPF及锌离子试剂加入顺序。本实验选择依 CTMAB，缓冲溶液，p-CPF及锌离子试剂加入顺序。

该方法用于药物中微量锌的测定，可得到满意结果。

2+-3

2.2.2 二价铜离子与二溴羟基苯基荧光酮_溴化十六烷基三甲基铵显色反应

铜是人体中多种酶所必需的元素，具有多方面的生理功能，人缺少铜会导致像低血色素小球贫血等疾病，但摄取量过高会引起铜中毒。因此对铜的分析在生命科学和环境科学中尤为重要。苯基荧光酮及其衍生物是一类优良的显色剂在金属元素的光度分析中的研究较多，其中二溴羟基苯基荧光酮DBHPF已应用于铝、铍、铁等的分光光度分析测定。本实验研究了DBHPF与CuⅡ的显色反应，发现在弱酸性溶液中DBHPF微溶于水，但可与CuⅡ形成红色的配合物加入表面活性剂溴化十六烷基三甲基铵CTMAB和TritonX-100等表面活性剂后，配合物颜色加深，而溶解度、灵敏度有明显的提高，据此建立了CuⅡ-DBHPF2CTMAB显色分光光度分析方法，方法操作简单、灵敏、重现性好。应用于中草药样品肉桂和黄连中铜的测定，结果较为满意[9]。

对二溴羟基苯基荧光酮DBHPF与CuⅡ的显色反应进行了研究，发现DBHPF与CuⅡ可形成稳定的红色配合物。在表面活性剂溴化十六烷基三甲基铵CTMAB存在下，对配合物和DBHPF有明显的增溶增敏作用。在pH6.2的六次甲基四胺缓冲溶液中，配合物的最大吸收峰位于585nm处，摩尔吸光系数ε为5.6×10，CuⅡ的浓度在0～1.0μg·mL范围内符合比尔定律，方法应用于中草药样品肉桂和黄连中铜的测定，结果较为满意。

酸度及缓冲溶液的选择：

按实验方法试验了不同酸度及不同缓冲溶液对显色体系的影响。试验表明，显色反应在pH6.0～6.4之间吸光度最大，配位反应趋于完全;采用pH=6.2的六次甲基四胺作为缓冲溶液，其用量在2.0～5.0mL之间吸光度最大且稳定。试验选定加入3.0mL缓冲溶液控制显色反应的酸度。

表面活性剂的选择及用量的影响：

选择CTMAB 作为增溶增敏试剂，并试验了其用量的影响试验表明，CTMAB用量在2.0～3.5mL吸光度增大，但用量过多吸光度反而减小。选择加入2.5mL。

显色剂用量的影响：

试验了显色剂DBHPF用量对显色反应的影响。结果表明，对于20g的CuⅡ，0.05%DBHPF用量在2.2～5.0mL之间吸光度最大，实验选定加入3.0mL。

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显色反应的温度及时间的影响：

鉴于显色反应在常温下反应缓慢,在30min后才趋于稳定，故试验了不同温度对显色反应的影响。试验表明,显色体系在40～50℃反应可在4～10min完成，吸光度达到最大;温度太高吸光度随加热时间的延长而逐渐减小。故选定在45℃加热5min进行显色。

精密称取中草药样品肉桂和黄连各0.5～1g分别置于坩埚中,于马弗炉450℃加热灰化至完全，冷却后用6mol/L盐酸浸取溶解,稀释定容。取一定量的样品处液，用NaOH调节pH后，加入0.5%的丁二酮肟0.5mL以消除的Ni干扰镉含量在中草药中含量较低不干扰测定，然后按实验方法显色，取上层清液在分光光度计上测定。

该显色剂应用于中草药样品肉桂和黄连中铜的测定，结果较为满意。

刘利平，张强[10]等研究的2,4—二氯苯基荧光酮分光光度法测定微量铁在pH为9.4～10.2的缓冲介质中，在表面活性剂CTMAB存在下，三价铁离子与2，4—二氯苯基荧光酮形成有色配合物，这种新方法建立了测定三价铁离子的分光光度新方法，该方法操作简单，灵敏度高，可直接用于蒙药中的微量铁测定。结果很满意。

药品分析要求很高的精密度，不仅要分析目标离子的存在与否，更需要确定其含量多少。荧光酮显色剂的使用使药品分析工作达到一种更高水平。

2.3 岩矿金属离子分析中荧光酮类显色剂的应用

岩石矿物分析是分析化学在应用上的一个重要分支。它以岩石矿物为研究对象。

岩矿分析是整个地质工作中的一个重要组成部分。荧光酮类显色剂在岩矿样品的金属离子分析中应用比较广泛。

2.3.1 二溴羟基苯基荧光酮与铁、镓显色反应

付佩玉等[11]在溴化十六烷基三甲铵CTMAB存在下，pH为7.0～7.4的Na2B4O7-KH2PO4缓冲溶液体系中,铁与二溴羟基苯基荧光酮DBH-PF形成1∶3的络合

物,其最大吸收波长为600nm,表观摩尔吸光系数为1.15×10L·mol·cm,铁质量浓度在0～0.32mg/L符合比尔定律。

DBH-PF是一种优良显色剂，在表面活性剂存在下，能与许多高价金属离子发生灵敏的显色反应。本文试验了在CTMAB存在下，DBH-PF与铁的显色反应条件，拟定了用此显色剂测定微量铁的新方法。该方法简便、灵敏度高，用于硅质砂岩、石灰岩、石膏等试样中微量铁的测定，结果令人满意。

在该实验过程中，准确移取一定量的铁标准溶液于25mL容量瓶中，加1滴1g/L的间硝基苯酚，滴加稀NaOH至溶液恰为黄色，再用0.02mol/LHCl中和至黄色刚好褪去。加入2mLpH为7.2的Na2B4O7–KH2PO4缓冲溶液，1mL0.2μg/LDBHPF乙醇液，3mLμg/L的CTMAB水溶液，用水稀释至刻度，摇匀。用1cm比色皿以试剂空白参比，在600nm波长处测量吸光度。

本实验应注意的问题是：

介质及酸度的影响：

比较Hac-NaAc、KH2PO4-Na2HPO4、Na2B4O7–KH2PO4三种缓冲体系，结果表明后者的灵敏度最高，当pH在7.0～7.4时吸光度最大且恒定。本实验选pH为7.2的Na2B4O7–KH2PO4缓冲溶液，加入2mL即可控制体系的酸度。

DBH-PF用量的影响：

实验表明，ρ=0.2g/L的DBH-PF乙醇溶液用量在7.9～1.2mL时吸光度值最大且恒定，实验选用1.0mL。

表面活性剂及其用量的选择：

分别加入表面活性剂CTMAB、CPBTritonX-100、Tween-40、OP等进行试验，结果表明，它们均具有增溶增敏作用，其中CTMAB和CPB均有较高的灵敏度，实验选用CTMAB2μg/L的CTMAB溶液，用量在2.0～4.0mL时吸光度最大且恒定，故选择3.0mL。

显色时间及络合物的稳定性：

络合物经20min显色完全，至少可稳定3h。

用本方法测定了石膏、石灰岩和硅质砂岩等几种国家标准物质中的Fe2 O3含量,所得结果较为准确。

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2.3.2 5＇-硝基水杨基荧光酮测铝

5＇-硝基水杨基荧光酮试剂为橘黄色粉末，易溶于乙醇、碱液中。在PH4.5～6.0范围内，试剂能与铝离子反应呈红色，配合物的最大吸收波长位于558nm处[1]。

在岩矿样品中，5＇-硝基水杨基荧光酮可用于铝离子的测定。实验过程在PH5.0的醋酸-醋酸钠缓冲液、5＇-硝基水杨基荧光酮等溶剂中进行。在光度计上，于558nm处，用1cm比色皿，以相应的试剂空白为参比，即可测定吸光度，绘出检量线。

刘小毛[12]的水杨基荧光酮一溴化十六烷基三甲基铵光度法测定铜矿石中钨试验研究了钨-水杨基荧光酮一溴化十六烷基三甲基铵显色体系，该方法适应于铜矿石中低含量钨的测定。

粘土矿中的镓离子测定、稀土精矿及硅石中的钛离子的测定、硅质砂岩等样品中的铁离子的测定还可以用苯基荧光酮显色剂在相应的实验环境中测定。铅锌矿中微量锑、石灰石和石英砂中微量铝可以用邻氯苯基荧光酮显色剂在相应的反映环境中进行测定。

荧光酮类显色剂的使用，给岩矿样品等成分复杂的样品分析提供了有利条件，同时也提高了分析的精确度。

2.4金属样品金属离子分析中荧光酮类显色剂的应用

化学成分是决定金属材料性能的基本因素之一。因而测定金属材料的化学成分及含量是金属材料生产、加工及使用中的重要环节。金属材料分析是分析化学在应用中的重要分支之一，它以各种金属及合金为研究对象，确定各种金属及合金的化学成份及含量。荧光酮类显色剂金属样品中金属离子的分析中的应用非常广泛。如钢铁试样中痕量锡可以用水杨基荧光酮光度法测定，无钛钢样中的微量钽和铝合金中微量锗可以用邻硝基苯基荧光酮光度法测定，二溴羟基荧光酮光度法可以用来测定铝合金中微量钛、钢中痕量钼等。

2.4.1 对氯苯基荧光酮测铝合金及锆铜微量锆

对氯苯基荧光酮是暗红色粉末，微溶于水、苯、丙酮、醚、醇和三氯甲烷等，

易溶于浓碱和无机酸溶液。

在0.16mol/L盐酸介质中，试剂能与锆形成橙色物，其最大吸收峰位于538nm。 在本实验中应该注意试剂的加入顺序为：盐酸溶液，乙醇的对氯苯基荧光酮溶液，溴化十六烷基三甲胺溶液。用水稀释后摇匀，在光度计上，于538nm波长处，以相应的试剂空白为参比，测定吸光度，绘制检量线。

[1]

2.4.2 4-甲氧基苯基荧光酮测合金钢中钼

潘海燕，敖登高娃[13]的实验比较成功的研究了4-甲氧基苯基荧光酮(4-MPF)在非离子表面活性剂曲拉通X-100TritonX-100存在下与钼的显色反应条件。结果表明，在0.03～0.15mol·L-1盐酸介质中，在TritonX-100存在下，Mo(Ⅵ)与试剂形成1∶4的有色配合物，最大吸收波长位于530nm，摩尔吸光系数为1.5×10-5L·mol-1·cm-1,钼量10～14μg/25ml范围内符合比耳定律。显色体系灵敏度高，稳定，有较好的选择性。在混合掩蔽剂存在下，可直接测定合金钢中钼，结果满意。

在实验过程中，于25ml容量瓶中，加入适量钼标准溶液，Tri-tonX-100溶液5.0ml和4-MPF溶液5.0ml，盐酸(1+1)0.5ml，用水稀至刻度，摇匀，5min后，用1cm比色皿，于530nm波长处，以试剂空白为参比测定吸光度。特别要注意的是：

酸度的影响：

试验结果表明,显色体系在0.3～0.35mol·L-1盐酸介质中吸光度最大且恒定，选用0.08mol·L-1盐酸。

4-MPF溶液用量的影响：

试验结果表明，5.7×10mol·L-14-MPF溶液最佳用量为4～6ml，选用5.0ml。 表面活性剂的影响：

试验结果表明,非离子表面活性剂对体系有较好的增溶增敏作用，TritonX-100增敏作用最佳，50g·LTritonX-100溶液3～10ml时吸光度恒定，选定5.0ml。

显色体系稳定时间：

显色体系在室温下放置5min后,吸光度达到最大且恒定,4h内吸光度无变化,

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选用5min后测定。

荧光酮显色剂在金属样品的分析中，特别是在金属样品金属离子的分析实验中得到了更加广泛的应用

曹伟，杨景和等[14]的二甲氧基羟基苯基荧光酮测定锡的研究和应用实验中，二甲氧基羟基苯基荧光酮是测定金属离子的新显色剂，已用于分光光度法中测定钨、铁、以及铝铁同时测定等的试验中，在表面活性剂和硫酸介质存在时，显色反应的灵敏度较高，络合物的稳定性较好，该方法应用于铝合金、碳素钢等样品中微量锡的测定，效果满意。

曹伟，杨景和等的三甲氧基羟基苯基荧光酮测定锡的研究和应用实验中，研究了新显色剂三甲氧基羟基苯基荧光酮分光光度法测定锡的方法。在酸性介质中，表面活性剂存在的条件下，试剂与锡形成稳定的橙红色配合物，该方法也应用于铝合金、碳素钢等样品中微量锡的测定，效果满意。

[15]

第3章 荧光酮类新显色剂的结论与展望

近年来，随着近年来由于表面活性剂或分散剂的广泛深入应用, 灵敏度较大提高和广大工作者对新显色剂的不断研究。荧光酮类显色剂的使用范围越来越广泛。在生物、化学、医药、化工、冶金、地质、环境及食品分析的各个领域，荧光酮类显色剂在分析化学，生物化学等各种相关的领域内扮演着越来越重要的角色。包括食品药品，岩矿，金属，水质以及环境检测方面都可以用到荧光酮类显示色剂。

张婕莉，王春光等[16]研究的以水杨基荧光酮做显色剂来测定茉莉花茶、苦丁茶、红茶三种最常见的茶叶中铝含量试验中，通过对铝标准溶液的吸光度进行测定，得到较好的结果。

季建波等所做的微波消解-水杨基荧光酮光度法测定中草药中痕量锗的试验中[17]，在H3PO4介质中，以水杨基荧光酮为显色剂，以吐温-80为表面活性剂，研究了微波消解部分清热解毒类中草药中痕量锗的测定条件。得到满意结果。

黄应平，张华山的新显色剂2,3,7-三羟基-9-(3,5-二氯-4-羟基)苯基荧光酮的合成及其与锆4价离子的显色反应实验[18]中，在表面活性剂或微乳液存在下，2,3,7-三羟基苯基荧光酮类试剂是光度或荧光法用于锗、钼、钨、锆、钛及铝等高价金属离子元素分析性能优良的显色剂。拟定分析方法用于铝合金样品中微量锆的测定，结果满意

吴丽香等的苯基荧光酮显色剂分光光度法测定钢样中的铅[19]试验中，在十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）存在下，以苯基荧光酮为显色剂，测量钢铁中溴化铅。该方法具有操作简单、回收率高、重复性好、分析速度快的特点。

王军，李工安所研究的胶束增敏4,5-二溴邻硝基苯基荧光酮与锡的显色反应

[20]中，研究了在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）存在下4,5-二溴邻硝基苯基荧光酮与锡的显色反应。取得了满意的结果。

而且，郭忠先等三羟基荧光酮试剂在无机组分的吸光光度、荧光光度和电化学分析中得到广泛应用 ,研究工作得到较好开展，使其成为分析试剂中很重要的一类。最近，在金属离子的高效液相色谱分析也有应用。

[21]

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/29h1.html