高锰酸钾指数在线分析仪

高锰酸盐指数是指在一定条件下，用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质，由消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量。高锰酸盐指数是水体中有机和无机可氧化物质污染的常用指标。安杰科技APA-500全自动高锰酸盐指数分析仪适用于地表水、地下水、饮用水和环境水中的高锰酸盐指数的自动化分析检测。相较于传统的手工方法，安杰科技全自动高锰酸盐指数分析仪采用了全自动控制方案，使测定的空白值、酸度、水浴的加热时间、滴定过程、滴定温度等因素一致性较高，检测方法完全依循国标《GB 11892-89 水质 高锰酸盐指数的测定》。该仪器把高锰酸盐测定过程中的试剂添加、水浴消解、颜色滴定和数据统计结合在仪器中，5分钟就可以完成一个样品的检测，大大提升了检测效率和准确性。该仪器还引入了微沸水浴、人眼模拟判定滴定终点、滴定溯源、异常环境优化等设计，从而实现更少的工作带来更多更准确的水质分析数据，全自动高锰酸盐指数分析仪必将在水质检测与保护中发挥更大的作用，成为市场需求的主流技术和仪器设备，并已在环境、水文、疾控等行业获得广泛认可。近期安杰科技APA-500全自动高锰酸盐指数分析仪在环境、水文、疾控等行业的中标信息： 安杰科技APA-500全自动高锰酸盐指数分析仪检出限：检出限0.05mg/L；精密度：RSD＜3.0% （高锰酸钾值为3.0mg/L的葡萄糖标准溶液，n=5）；测定范围：高锰酸盐指数（CODMn）测定范围（不稀释，取样量100mL时）， 0～5.0mg/L；测定速度：≤6 min/样品（连续测定）；样品量：100ml；滴定分辨率：1μL；水浴通道数：9通道；恒温滴定温控范围：40-100℃；恒温滴定温控精度：±0.1℃。

背景介绍对于地表水、饮用水以及原水，高锰酸盐指数是衡量水质是否达到要求的一个极为重要的评价指标。国家生态环保部规定了环境水质的高锰酸盐指数的监测标准：GB11892-89。高锰酸盐指数测定作为水质监测的常用手段，以高锰酸钾为氧化剂，氧化水体中还原型无机物和一部分的有机物，所消耗的高锰酸钾的量，以氧的 mg/L 来表示。高锰酸盐指数反映的是水体中还原性无机物和部分有机物的污染程度，对于水质监测有着重要的作用。江苏省某自来水水源厂，安装有一台 COD-203A 高锰酸盐指数分析仪，高锰酸盐指数分析仪 COD-203A 的现场图如图 1 所示。图 1 现场安装图应用情况01测量方法符合中国国标的高锰酸盐指数测试方法（GB 11892-89），与实验室方法吻合性好，比对容易，通过了环保部门的验收。02现场应用现场运行情况：水样测量值为 2~3mg/L，运行正常，达到用户要求。仪器试剂更换：1 个月/次。现场维护频率：2 周现场检查一次。校准 1 月/次。 总结 1COD-203A 的测量方法符合国标高锰酸盐指数测试方法（GB11892-89），与实验室方法吻合性好，易通过环保部门验收。2COD-203A 采用中文触摸屏，操作简便；仪器配有自动校正和自动清洗功能；并提供试剂配方，节省运行成本。3高锰酸盐指数是反映饮用水有机污染程度的重要指标，COD-203A 在正常的维护的情况下，使用良好，是非常值得推荐的一款仪表。

高锰酸钾(KMnO4)是制作简易爆炸装置常用的氧化剂原料之一，同时也被广泛用于医药消毒、水质净化、工业生产等领域，其过量摄入或排放会对人体及环境造成严重的危害。因此，实现对微量高锰酸钾的超灵敏、特异性、快速检测对维护公共安全和环境保护具有重要意义。近年来，激发态分子内质子转移(ESIPT)类分子因具有大的斯托克斯位移、强的光稳定性、高的量子产率和对周围介质的光敏感性等特点，被广泛用于反应型荧光探针的设计。ESIPT探针的发光性能可通过溶剂氢键作用、分子异构化、介质酸/碱度和化学修饰等来调节。目前，大多数化学修饰策略主要集中于研究分子性质和ESIPT变化过程，而关于分子对目标分析物传感性能影响的研究很少被应用于实际检测。因此，是否可以采用化学修饰策略来提高ESIPT探针的传感性能尚不清楚，而该方面的研究将对理性设计高效探针具有重要意义。基于此，中国科学院新疆理化技术研究所痕量化学物质感知团队提出了识别基团对位取代基吸电子强度精确调控提升ESIPT荧光探针反应活性及产物荧光稳定性的探针分子设计策略。基于KMnO4氧化不饱和烯烃的性质，以2-(2’-羟基苯基)苯并恶唑(HBO)为荧光团，采用缩合反应将识别位点丙烯酰基接枝于HBO的质子给体-OH上以抑制ESIPT过程的发生，在识别位点的对位引入不同吸电子强度的取代基团(-F、-CHO、-H、-CH3)，设计合成了四种ESIPT基荧光探针(BOPA-F, BOPA-CHO, BOPA-H, BOPA-CH3)。当检测KMnO4时，可以打断碳碳双键形成邻二羟基，随后酯键断裂释放质子给体，ESIPT过程被激发，进而实现对KMnO4的荧光点亮检测。进一步研究发现，取代基吸电子强度调控可显著地提升探针检测KMnO4时的荧光强度及荧光稳定性。理论计算结果表明，取代基的改变有效调节了探针对KMnO4的反应活性及产物的振子强度。以具有较强吸电子能力的-CHO作为取代基的探针BOPA-CHO对KMnO4具有最佳检测效果，检测限为0.96 nM，响应时间 3 s，对21种其它氧化剂及常见的阴/阳离子表现出优异的特异性，反应产物荧光稳定时间至少可达7天。此外，以聚氨酯海绵作为传感基底，构建了探针BOPA-CHO-海绵基测试笔，对KMnO4微粒的检测限可达11.62 ng，且对土壤中含量为1%的KMnO4微粒及手套表面63 ng/cm2的残留颗粒仍可观察到特征蓝色荧光，充分验证了探针BOPA-CHO在实际应用场景中的适用性。 　　该工作提出的吸电子强度精确调控提升ESIPT探针反应活性及产物荧光稳定性的探针分子设计策略，被证明是一种可用于在复杂场景下识别痕量KMnO4溶液、固体微粒和残留物的可靠、有效的方法。更重要的是，它将有助于促进化学科学、分子工程以及先进传感技术等领域的快速发展。 　　相关成果以“Precise Electron-Withdrawing Strength Modulation of ESIPT Probes for Ultrasensitive and Specific Fluorescence Sensing”为题发表于《分析化学》(Analytical Chemistry)期刊。论文第一作者为中北大学与中国科学院新疆理化技术研究所联合培养硕士研究生郭延文，通讯作者为中国科学院新疆理化技术研究所蔡珍珍副研究员、窦新存研究员和中北大学张树海教授。该工作得到了国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、中科院从0到1原始创新等项目的资金支持。吸电子强度调控ESIPT探针构筑策略、响应机制及海绵基测试笔实际场景检测示意图