二維相關(guān)譜方法解析多環(huán)芳烴的熒光峰

二維相關(guān)譜方法解析多環(huán)芳烴的熒光峰

多環(huán)芳烴（pahs）是一種由兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)以濃環(huán)或濃環(huán)的形式連接的烴類化合物。二維相關(guān)技術(shù)最早于1986年由Noda提出本文采用二維熒光相關(guān)譜方法，以濃度為外擾，構(gòu)建苯并[a]芘、苯并[ghi]ue5cf、苯并[k]熒蒽混合溶液的同步和異步二維熒光相關(guān)譜，根據(jù)同步譜中交叉峰的正負(fù)和異步譜中交叉峰的有無(wú)，對(duì)3種多環(huán)芳烴的重疊峰進(jìn)行解析。該研究不僅為PAHs特征熒光信息庫(kù)的建立提供試驗(yàn)基礎(chǔ)，也為復(fù)雜體系中多種多環(huán)芳烴的同時(shí)分析提供一種可行性方法。1材料和方法1.1熒光光譜的測(cè)定試驗(yàn)所用儀器為美國(guó)PerkinElmer公司生產(chǎn)的LS-55型號(hào)熒光分光光度計(jì)，以脈沖氙燈為光源。采用1cm具塞石英比色皿。掃描條件：激發(fā)狹縫10.0nm，發(fā)射狹縫10.0nm，掃描速度1000nm/min，光電倍增管電壓700，濾波器350nmcut-off。選取350～580nm波段范圍掃描樣品的熒光光譜。試驗(yàn)所用3種試劑均由AccuStandard廠家提供，以乙腈為溶劑的苯并[a]芘溶液，濃度為100mg/L；以丙酮為溶劑的苯并[ghi]ue5cf溶液，濃度為100ug/mL；以甲醇為溶劑的苯并[k]熒蒽溶液，濃度為100ug/mL，純度均為分析純。1.2樣品配置采用逐步稀釋法，將苯并[a]芘、苯并[ghi]ue5cf、苯并[k]熒蒽3種試劑分別用超純水稀釋成濃度為1×101.3．多元相關(guān)noda矩陣假設(shè)原始常規(guī)一維熒光光譜A(m×n）包含m個(gè)光譜，根據(jù)二維相關(guān)Noda理論式中N為m階方陣，即為Hilbert-Noda矩陣，其矩陣元為2維熒光相關(guān)譜圖1是濃度為1×10對(duì)混合溶液體系一的9個(gè)樣品，以濃度為外擾，以平均譜為參考譜，根據(jù)公式（1）和公式（2）分別進(jìn)行同步和異步二維熒光相關(guān)譜計(jì)算，得到體系一的同步（圖3a）和異步（圖3b）二維熒光相關(guān)譜，圖3c是異步譜在425nm處的切譜。對(duì)于同步二維熒光相關(guān)譜，在主對(duì)角線405、425、471、480和500nm處存在自相關(guān)峰，表明此波長(zhǎng)處的熒光峰強(qiáng)度隨外擾的變化而變化。在主對(duì)角線外側(cè)（500,480）、（500,471)nm處存在正交叉峰，表明3個(gè)熒光峰強(qiáng)度隨外擾變化方向相同，其可能來(lái)自混合溶液中的同一組份。由于混合溶液中苯并[ghi]ue5cf濃度在減小，苯并[a]芘和苯并[k]熒蒽濃度在增大，再結(jié)合500nm處苯并[ghi]ue5cf的峰（未被覆蓋），可推斷480和471nm處的熒光峰也來(lái)自混合溶液中的苯并[ghi]ue5cf；在（480,405）和（480,425)nm處存在負(fù)的交叉峰，表明405和425nm處的熒光峰強(qiáng)度隨外擾的變化方向與480nm處變化方向相反，表明405和425nm處熒光峰可能來(lái)自混合溶液中的苯并[a]芘或苯并[k]熒蒽。對(duì)于異步二維熒光相關(guān)譜，在（500,480）、（500,471)nm處不存在交叉峰，表明3個(gè)熒光峰強(qiáng)度隨外擾變化的速率相等，進(jìn)一步證實(shí)了471、480和500nm處熒光峰來(lái)自同一組份，都來(lái)自混合溶液的苯并[ghi]ue5cf；（471,405）、（471,417）、（471,425）、（471,433）、（471,459）和（471,491)nm處存在交叉峰，表明471nm處熒光峰強(qiáng)度與405、417、425、433、459和491nm處熒光峰強(qiáng)度變化速率不同，表明471nm處的熒光峰與其他6個(gè)峰的來(lái)源不同，由于471nm處的峰來(lái)自苯并[ghi]ue5cf，可推測(cè)405、417、425、433、459和491nm處熒光峰來(lái)自混合溶液中的苯并[a]芘或苯并[k]熒蒽。此外，（491,433）和（491,443)nm處的交叉峰表明，491nm處的熒光峰與433和443nm處峰的來(lái)源不同。從圖3c異步譜425nm處切譜上可以看到，425nm與417、433、471和500nm之間都存在交叉峰，而425nm與405、459nm之間不存在交叉峰，可推測(cè)417和433nm處熒光峰來(lái)源相同，405、425和459nm處熒光峰來(lái)源相同，但對(duì)于具體來(lái)源還需要進(jìn)一步分析。對(duì)于體系二動(dòng)態(tài)光譜進(jìn)行同步和異步相關(guān)計(jì)算。對(duì)于同步二維熒光相關(guān)譜（圖4a），在主對(duì)角線405、471和500nm處存在自相關(guān)峰。主對(duì)角線外側(cè)存在一些正交叉峰，分別位于（471,405）、（471,425）和（471,500)nm處，表明405、425、500nm處與471nm處的熒光峰強(qiáng)度隨外擾的變化方向相同。由于該混合溶液體系中苯并[ghi]ue5cf和苯并[a]芘的濃度在減小，苯并[k]熒蒽的濃度在增大，再結(jié)合上述分析結(jié)果（471和500nm峰來(lái)自苯并[ghi]ue5cf，且與405和425nm峰來(lái)源不同），可推測(cè)出405和425nm處的熒光峰來(lái)自于混合溶液中的苯并[a]芘。因405、425和459nm處熒光峰來(lái)源相同，推測(cè)459nm處峰也來(lái)自苯并[a]芘。對(duì)于異步二維熒光相關(guān)譜（圖4b）中，在（405,425)nm處不存在交叉峰，表明兩峰熒光強(qiáng)度隨外擾變化速率相同，進(jìn)一步確認(rèn)兩峰來(lái)源相同，都來(lái)自混合溶液的苯并[a]芘。圖4c為異步譜在471nm處的切譜，可以看到471nm與417、443nm之間存在交叉峰，結(jié)合上述分析結(jié)果（471nm峰來(lái)自苯并[ghi]ue5cf，425nm峰來(lái)自苯并[a]芘，417和433nm處熒光峰來(lái)源相同），可推測(cè)417和433nm熒光峰來(lái)自混合溶液中的苯并[k]熒蒽。因433和443nm處峰與471nm和491nm兩處峰來(lái)源都不相同，推測(cè)491nm處峰來(lái)自混合溶液中的苯并[a]芘，443nm處峰來(lái)自苯并[k]熒蒽。圖5a和圖5b為體系三的異步二維相關(guān)熒光譜和在433nm處的切譜，從圖5a、5b可知，433nm與405、425、471和500nm處存在交叉峰；471nm與405、425、433、443和459nm處存在交叉峰，進(jìn)一步驗(yàn)證和確認(rèn)：混合溶液中405、425、459和491nm處熒光峰來(lái)自苯并[a]芘，417、433和443nm處熒光峰來(lái)自苯并[k]熒蒽，471、480和500nm處熒光峰來(lái)自苯并[ghi]ue5cf，解析結(jié)果與單組份熒光峰（圖1）位置一致。3重疊熒光峰解析采用二維熒光相關(guān)譜方法對(duì)苯并[a]芘、苯并[ghi]ue5cf和