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1、DOI:10.13698/j.cnki.cn36-1037/c.2000.06.0312000年赣南师范学院学报No.6第六期JournalofGannanTeachersCollegeDec.2000鲁米诺声致荧光谱的检测及空化场分布影像12133谢锦平,李化茂,吕家鸿,冯若,王耀俊(1.赣南师范学院,江西赣州341000;2.井冈山师范学院,江西吉安343009;3.南京大学近代声学国家重点实验室,江苏南京210093)摘要:本文介绍了一种新的声致荧光方法及其检测系统.利用这种方法和检测系统获得了鲁米诺—
2、——氢氧化钠水溶液的声致荧光光谱,同时探讨了一种增强声致荧光的方法.利用声致荧光我们还记录了容器中超声空化场分布的影像.关键词:超声空化场;声致荧光;鲁米诺———氢氧化钠水溶液;声致荧光影像中图分类号:O426.3文献标识码:A文章编号:1004-8332(2000)06-0091-03声致发光是一种弱发光现象,人们通常用一种化学发光剂鲁米诺(C8H7N3O2)来增强声致[1]发光.本文将检测到的鲁米诺———氢氧化钠水溶液的声致发光和该溶液的光致荧光进行比较,发现这种溶液的声致发光和光致荧光有一定的等效性(峰
3、值波长近似相等,光谱范围相似),所以提出了声致荧光的概念.1声致荧光方法及其光谱检测系统＊声致荧光方法是在超声空化场的激励下,溶液中的水分子分解成氢自由基H和羟自由＊基OH,这两种自由基又迅速复合为过氧化氢(H2O2),正是这种过氧化氢作为一种氧化剂,才使得鲁米诺的碱性水溶液发射蓝色的荧光.这种空化激发及其氧化过程叫做空化氧化,导致的发光即所谓的声致化学发光(SCL)或声致化学荧光(SCF),也可简称为声致荧光(SF).为了检测声致荧光光谱,可用一根短光纤将声致荧光引入光谱仪,或者直接将透光容器放入光谱仪的样
4、品室内,图1为作者所用的声致荧光光谱检测系统示意图.2鲁米诺———氢氧化钠水溶液的声致荧光光谱利用上述方法和检测系统,我们获得了鲁米诺———氢氧化钠水溶液的声致荧光光谱(如图2(a)所示).发光溶液是按鲁米诺0.05g、氢氧化钠2g加去离子水300ml配制的,所用谱仪型号:SPE×1403,超声发生器工作频率为1.45MHz,超声电功率为25W.为防止杂散光干扰,整个实验必须在暗室背景图1声致荧光光谱检测系统1.超声发生器2.透声薄膜下进行.3.发光溶液4.光纤图2(b)是鲁米诺———氢氧化钠水溶液的光致荧光
5、光谱图,所用荧光谱仪型号:HITACHI850,激发波长λex=254nm.由图2(a)、(b)可以看收稿日期:2000-09-28作者简介:谢锦平(1962—),江西石城人,副教授,主要从事实验光谱研究.中国科学院红外物理国家重点实验室资助项目92赣南师范学院学报2000年出,声致荧光谱的峰值波长(432nm)与它的光致荧光谱的峰值波长(428nm)很接近,光谱范围和谱线轮廓也相似,所以声致荧光与光致荧光有一定的等效性.图2(a):Luminol-NaOH水溶图2(b):Luminol-NaOH水溶图3a.
6、Luminol-NaOH水溶液的声致荧光光谱液的声致荧光光谱液的光致荧光光谱b.Luminol-C2+-NaOH水溶液的声致荧光光谱u3增强声致荧光的方法探索2+通过在发光溶液中加入Cu离子的方法,可使声致荧光明显增强.图3中曲线a是鲁米诺2+———氢氧化钠水溶液的声致荧光光谱.曲线b是在该溶液中加入Cu离子后产生的声致荧光2+光谱.由图3可以看出,Cu离子明显增大了鲁米诺———氢氧化钠水溶液的声致荧光光谱的强2+度.Cu离子的浓度与声致荧光强度的关系还有待于实验进一步测定,加入其它金属离子是否[2]能使声致
7、荧光增强也有待继续试验.4超声空化场的分布影像超声空化场越强,声致荧光也越强.所以,根据容器中荧光强度的分布,可大致看出超声空[3]化场在容器中的分布情况.图4是用照相机拍摄的不同容器的声致荧光影像,其中a图为对称容器,b图为非对称容器.从图4可以看出,在容器中,超声空化场的分布是不均匀的;对不规则容器,空化场可被弯曲引导.利用空化场的这一特性,作者曾经设计出一种特殊的样品池,[4,5]用来研究超声空化对喇曼光谱强度及退偏度的影响.5讨论从谱线波长范围及强度分布来看,声致荧光和光致荧光有一定的等效性.因此,可
8、以建立一种新的荧光方法———声致荧光方法.要使声致荧光方法有实用价值,必须继续探讨使声致荧光增强的途径.本文介绍的在发光溶液中加入金属离子2+Cu是一种有效的办法.另外,使用不同的化学发光剂和不同的碱性溶(a)(b)[6]液对声致发光的强度也有影响.图4不同容器中超声空化场的分布影像参考文献:[1]冯若,李化茂.声化学及其应用[M].安徽:安徽科技出版社,1992,100-105.第6期谢锦平,等鲁
