本發明涉及一種銅離子含量的分析方法，屬于分析化學領域。
背景技術：
隨著現代工業的日益發展，大量重金屬和過渡金屬被排放到自然界中，由此引起的污染問題越來越嚴重，因此對重金屬和過渡金屬離子的識別和檢測具有重要的理論和實際意義，引起了研究者們的廣泛關注。
銅離子在生命活動中有著重要的作用，它能作為很多酶的催化輔因子，如超氧化物歧化酶、細胞色素氧化酶、酪氨酸酶等等，但是過量的銅離子能產生毒害作用，甚至引發神經性疾病，如老年癡呆癥等等。因此，對銅離子識別和檢測在生命科學、食品科學、環境科學等科學領域中占有極其重要的地位。
基于分子識別的熒光分子探針作為一種全新的金屬離子識別手段引起了科學工作者的濃厚興趣，已成為當今科學研究的重點，得到了迅猛發展。熒光分子探針一般是由熒光基團，連接基團和識別基團三個重要部分組成，熒光基團是熒光信號的生成單元，連接基團是將熒光基團和識別基團兩者結合起來，當外來客體物質與結合體作用時，連接基團還能引起熒光基團的發光特征產生變化，起到一個樞紐作用；識別基團用來接納和識別外來客體物質。熒光分子通過受體與識別分子結合讀取信息,然后依靠連接基團將識別的信息傳送給熒光基團，進而轉換成光學信號。在熒光分子探針的這些組分中，熒光基團和識別基團的作用尤為重要，熒光基團決定了熒光分子探針的靈敏度，識別基團則決定了熒光分子探針的選擇性和專一性，而第三部分連接基團的作用則是對熒光分子探針的識別起著連接和樞紐作用。
熒光分子探針具有以下優點：1、快捷方便、靈敏度高；2、能夠與光纖技術相結合實現遠程檢測；3技術上裸眼測試是可用的。但是，目前報道的基于分子探針的銅離子熒光分析方法不能兼具高選擇性和高靈敏度，導致測定結果的準確定較差。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是克服現有技術所存在的弊端，提供一種兼具高選擇性和高靈敏度的銅離子含量的分析方法。
本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：
本發明提供一種銅離子含量的分析方法，基于分子探針，采用熒光分析法定量測定銅離子含量，所述分子探針的化學結構式為
優選地，本發明的銅離子含量的分析方法采用標準校準曲線法，步驟如下：
1)將一定量的分子探針溶解到乙腈中，得到分子探針儲備溶液，調節分子探針儲備溶液的ph為3-11；
2)將m份v1體積的步驟1)得到的分子探針儲備溶液分別與m-1份v2體積系列濃度的銅離子標準溶液和1份v2體積的銅離子樣品溶液混合，再通過乙腈定容，得m組混合溶液；
3)將步驟2)得到的m組混合溶液室溫靜置30-60分鐘，然后進行熒光分析，測得m組熒光強度；
4)分析步驟3)測得的含銅離子標準溶液的9組混合溶液的熒光強度與相應的銅離子濃度間的對應關系，繪出校準曲線，根據銅離子樣品溶液的熒光強度，利用校準曲線求得樣品溶液中銅離子的濃度。
優選地，所述銅離子含量的分析步驟具體如下：
1)稱取一定量的分子探針和乙腈，然后將分子探針溶解到乙腈中，用緩沖液進行調節，得到分子探針的濃度為0.1-1mm，ph為3-11的分子探針儲備溶液；
2)分別加入1ml步驟1)得到的分子探針儲備溶液于10個10ml容量瓶中，然后向9個上述容量瓶中分別加入1ml濃度為0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、5μm、10μm的銅離子標準溶液，向剩余的1個容量瓶中分別加入1ml銅離子樣品溶液，再通過乙腈定容，得10組混合溶液；
3)將步驟2)得到的10組混合溶液室溫靜置30-60分鐘，然后用320-380nm范圍的波長激發，測得10組熒光發射光譜；
4)繪出步驟3)測得的含銅離子標準溶液的m-1組混合溶液的熒光強度與相應的銅離子濃度間的校準曲線，根據銅離子樣品溶液的熒光強度，利用校準曲線求得樣品溶液中銅離子的濃度。
優選地，所述步驟1)中分子探針儲備溶液的ph用tris-hcl緩沖液進行調節。
優選地，所述步驟2)的銅離子標準溶液的配制方法為：稱取一定量的銅鹽置于容量瓶中，用二次水溶解定容，然后用二次水逐級稀釋到適宜的濃度。
優選地，所述步驟2)的銅離子標準溶液與銅離子樣品溶液的溶劑相同。
優選地，所述步驟3)中的熒光光譜測試條件為：激發和發射狹縫寬度為2.5-5.0nm，光電倍增管電壓為600-700v，掃描速度為500-600nm/min，數據間隔1-2nm，平均時間為0.1-0.2s，濾波點數為20-30。
優選地，本發明的銅離子含量的分析方法可用于檢測血液和環境中水溶液中的銅離子含量。
本發明的有益效果是：
(1)本發明的分子探針在加入銅離子后，最大熒光發射強度大幅度增大，而鈣離子、鈷離子、鎂離子、鎳離子、汞離子、鉛離子、鋅離子等其他離子均不能導致熒光光譜的明顯改變，可見鈣離子，鈷離子，鎂離子，鎳離子，汞離子等離子對銅離子的檢測均無干擾，體現了該分子探針對銅離子具有較好的識別性，選擇性高。
(2)本發明的基于分子探針的銅離子熒光分析方法可檢測環境和人體中的痕量銅離子，靈敏度高。
(3)本發明的銅離子比色探針的穩定性好，能夠長期保存使用。
具體實施方式
為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現說明本發明的具體實施方式。
實施例1酸堿性對分子探針光譜性質的影響
通過tris-hcl緩沖液調節分子探針濃度為0.5mm的乙腈溶液的ph值，用350nm波長激發，測定ph為2-11條件下的最大熒光強度(如表1所示)。結果表明，在ph值在2-8范圍內，熒光發射波長沒有明顯的變化，最大熒光發射波長介于在541-550nm之間，最大發射強度在19-52a.u.之間；而ph值在9-11之間時，用350nm波長激發，熒光發射波長也沒有明顯的變化，最大熒光發射波長介于317-334nm之間，最大發射強度在20-26a.u.之間。因此，在ph值在2-9范圍內，體現出較好的穩定性。
表1分子探針在不同緩沖溶液中的熒光光譜數據
注：熒光光譜測試條件為：激發和發射狹縫寬度為3.0nm，光電倍增管電壓為650v，掃描速度為550nm/min，數據間隔2nm，平均時間為0.2s，濾波點數為20。
實施例2分子探針在乙腈中與不同金屬離子作用的光譜性質
在乙腈溶液中，對分子探針與不同的金屬離子作用進行了熒光測試(如表2所示)，用350nm波長激發，于5ml濃度為0.1mm分子探針的乙腈溶液中，加入5ml濃度為1μm的各種不同的金屬離子時，結果如下：在加入銅離子后，最大熒光發射波長出現在557nm，最大熒光發射熒光強度由11a.u.增大到670a.u.，增大了大約60倍。而鈣離子、鈷離子、鎂離子、鎳離子、銅離子、鉛離子、鋅離子等其他離子對銅離子均無干擾。
表2分子探針在乙腈中與不同金屬離子作用的熒光光譜數據
注：熒光光譜測試條件為：激發和發射狹縫寬度為3.0nm，光電倍增管電壓為650v，掃描速度為550nm/min，數據間隔2nm，平均時間為0.2s，濾波點數為20。
實施例3
本實施例提供一種的銅離子含量的分析方法，基于分子探針，采用熒光分析法定量測定銅離子含量，所述分子探針的化學結構式為
所述銅離子含量的分析步驟具體如下：
1)稱取一定量的分子探針和乙腈，然后將分子探針溶解到乙腈中，用tris-hcl緩沖液進行調節，得到分子探針的濃度為0.1mm，ph為2的分子探針儲備溶液；
2)分別加入1ml步驟1)得到的分子探針儲備溶液于10個10ml容量瓶中，然后向9個上述容量瓶中分別加入1ml濃度為0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、5μm、10μm的銅離子標準水溶液，向剩余的1個容量瓶中分別加入1ml血樣，再通過乙腈定容，得10組混合溶液；
3)將步驟2)得到的10組混合溶液室溫靜置30分鐘，然后用320nm范圍的波長激發，測得10組熒光發射光譜；
4)分析步驟3)測得的含銅離子標準溶液的9組混合溶液的熒光強度與相應的銅離子濃度間的對應關系(如表3)，繪出校準曲線，根據血樣的熒光強度，利用校準曲線求得血樣中銅離子的濃度。
表3分子探針與銅離子標準水溶液作用的熒光光譜數據
注：熒光光譜測試條件為：激發和發射狹縫寬度為2.5nm，光電倍增管電壓為600v，掃描速度為500nm/min，數據間隔1nm，平均時間為0.1s，濾波點數為20。
通過上表可見，熒光發射強度在0.05-5μm的濃度范圍內呈線性關系，線性方程為：y＝235.88x+3.7743，r2＝1，含血樣的混合溶液的熒光發射強度為210a.u.，得到該血樣的銅離子濃度為0.87μm。
實施例4
本實施例提供一種的銅離子含量的分析方法，基于分子探針，采用熒光分析法定量測定銅離子含量，所述分子探針的化學結構式為
所述銅離子含量的分析步驟具體如下：
1)稱取一定量的分子探針和乙腈，然后將分子探針溶解到乙腈中，用tris-hcl緩沖液進行調節，得到分子探針的濃度為0.5mm，ph為7的分子探針儲備溶液；
2)分別加入1ml步驟1)得到的分子探針儲備溶液于10個10ml容量瓶中，然后向9個上述容量瓶中分別加入1ml濃度為0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、5μm、10μm的銅離子標準水溶液，向剩余的1個容量瓶中分別加入1ml某一污染湖水，再通過乙腈定容，得10組混合溶液；
3)將步驟2)得到的10組混合溶液室溫靜置45分鐘，然后用350nm范圍的波長激發，測得10組熒光發射光譜；
4)分析步驟3)測得的含銅離子標準溶液的9組混合溶液的熒光強度與相應的銅離子濃度間的對應關系(如表4)，繪出校準曲線，根據污染湖水的熒光強度，利用校準曲線求得污染湖水中銅離子的濃度。
表4分子探針與銅離子標準水溶液作用的熒光光譜數據
注：熒光光譜測試條件為：激發和發射狹縫寬度為3nm，光電倍增管電壓為650v，掃描速度為550nm/min，數據間隔1.5nm，平均時間為0.15s，濾波點數為25。
通過上表可見，熒光發射強度在0.1-5μm的濃度范圍內呈線性關系，線性方程為：y＝168.64x-0.6654，r2＝1，含污染湖水的混合溶液的熒光發射強度為305a.u.，得到該污染湖水的銅離子濃度為1.81μm。
實施例5
本實施例提供一種的銅離子含量的分析方法，基于分子探針，采用熒光分析法定量測定銅離子含量，所述分子探針的化學結構式為
所述銅離子含量的分析步驟具體如下：
1)稱取一定量的分子探針和乙腈，然后將分子探針溶解到乙腈中，用tris-hcl緩沖液進行調節，得到分子探針的濃度為1mm，ph為9的分子探針儲備溶液；
2)分別加入1ml步驟1)得到的分子探針儲備溶液于10個10ml容量瓶中，然后向9個上述容量瓶中分別加入1ml濃度為0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、5μm、10μm的銅離子標準水溶液，向剩余的1個容量瓶中分別加入1ml某一化工廢水，再通過乙腈定容，得10組混合溶液；
3)將步驟2)得到的10組混合溶液室溫靜置60分鐘，然后用380nm范圍的波長激發，測得10組熒光發射光譜；
4)分析步驟3)測得的含銅離子標準溶液的9組混合溶液的熒光強度與相應的銅離子濃度間的對應關系(如表5)，繪出校準曲線，根據化工廢水的熒光強度，利用校準曲線求得化工廢水中銅離子的濃度。
表5分子探針與銅離子標準水溶液作用的熒光光譜數據
注：熒光光譜測試條件為：激發和發射狹縫寬度為5nm，光電倍增管電壓為700v，掃描速度為600nm/min，數據間隔2nm，平均時間為0.2s，濾波點數為30。
通過上表可見，熒光發射強度在0.1-10μm的濃度范圍內呈線性關系，線性方程為：y＝175.38x-5.162，r2＝0.9999，含化工廢水的混合溶液的熒光發射強度為510a.u.，得到該化工廢水的銅離子濃度為2.94μm。
本發明的銅離子含量的分析方法，基于分子探針，采用熒光分析法，可定量檢測環境和人體中的痕量銅離子，在一定的濃度范圍內線性范圍良好，靈敏度和準確度高；此外，鈣離子，鈷離子，鎂離子，鎳離子，汞離子等離子對銅離子的檢測均無干擾，體現了本發明的分子探針對銅離子具有較好的識別性，選擇性高。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。