[发明专利]一种精准检测环境水样中痕量铀的多相光催化共振荧光法

说明书

本发明涉及一种精准检测环境水样中痕量铀的多相光催化共振荧光法。该方法主要为：利用对UO₂²⁺具有特异性识别和吸附作用的固相萃取粒子UMIP，能将复杂环境水样中痕量铀酰定量分离并吸附在其表面后形成含铀的铀酰分子印迹聚合物；然后通过多相光催化共振荧光法精准检测铀的含量。该方法具有灵敏度高、特异性强、抗基体干扰强、简单快速和低成本的特点。本发明还制备了多相光催化动力学分析检测装置，该装置包括光催化反应系统、低热强光光源、风冷恒温系统和电磁搅拌系统。

技术领域

本发明属于水环境安全检测技术领域，特别涉及环境水样中痕量铀的固相萃取分离和多相光催化共振荧光分析检测及二者在环境水样中铀污染物的检测应用。

背景技术

随着以铀为重要原料之一的核工业的迅速发展，铀在生活环境中的污染已成为研究的热点。铀是一种同时具有化学毒性和放射毒性的重金属元素，严重危害人类健康和生态环境。铀的化学基因毒性类似于六价铬，而铀的放射毒性与受到的辐射强度密切相关，高剂量铀的放射性损害主要造成肾损伤、肺癌和泌尿系统疾病。所以对于环境中痕量铀污染的及时检测和预警，是避免人类遭受铀辐射伤害的最有效手段之一，对于治理环境污染有着非常重要的意义，日益受到重点关注。

环境水可能受到铀矿开采、冶炼及核工业排放等过程的污染，铀酰离子(Uranylion，UO₂²⁺) 是铀在水环境中的主要存在形式。目前，分离、检测水中铀的方法技术主要有：离子交换法、X-射线光谱法、ICP-MS等。这些方法既有各自的优点，但还需要进一步提高检测效率、降低成本和简化样品处理的繁琐过程。也有一些简便易行的UO₂²⁺传感方法被开发，以实现UO₂²⁺现场快速检测，但已有的传感检测方法或因灵敏度较低、选择性差，或因抗基质干扰能力较低，尚无法直接用于实际环境水样中痕量UO₂²⁺ 的检测。近期有人提出利用功能化DNAzyme、纳米金和辣根过氧化物酶相结合，通过紫外可见光谱法检测铀，该法操作简便，但所需功能化DNAzyme、纳米金和辣根过氧化物酶等成本较高且需在极低温（-20℃）下保存，条件苛刻难以普及应用。本发明将胶粒表面分子印迹聚合物（Molecularly imprintedpolymer，MIP）分离技术与多相光催化共振荧光法相结合，成功应用于检测环境水样中痕量铀的含量，能有效克服了上述不足。检测环境水中的含量极低的铀时，首要任务是需从成分复杂的环境水样中选择性分离-富集污染铀。分子印迹聚合物的吸附分离技术以独特的识别和亲合能力引起科技工作者的关注，是近年发展迅速的分离方法。磁性MIP对模板分子具有特异识别功能和极强的吸附性，同时，当完成了对模板分子的识别与吸附后，能在外加条件（酸或碱性）下将其从样品基质中分离出来，因此特别适合于复杂体系中目标物的分离富集。

发明内容

本发明的目的在于针对环境水样中痕量铀酰离子高灵敏、高选择性检测的技术难题，提供一种灵敏准确检测水环境中痕量铀酰离子的方法。该方法通过共振荧光测定即可实现对UO₂²⁺进行准确定量快速检测，具有灵敏度高、特异性强、抗基体干扰强、简单快速和低成本等优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案 ：