基于近红外光热透镜光谱技术的水样痕量砷酸盐检测新方法及其应用研究

《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》：Photothermal lens spectroscopy in near-infrared region for trace arsenate determination in water samples

　　本文推荐了一种创新的近红外双交叉光束光热透镜光谱（PTLS）技术，用于水样中痕量砷酸盐（AsO43?）的快速、高灵敏度检测。该方法基于钼蓝（MB）反应，通过优化化学与仪器参数，实现了0.48–9.6?μM的线性检测范围和0.3?μM的检测限，灵敏度较近红外吸收光谱提升7倍，且仅需微升级样品（≈3?μL）。该技术兼具环境友好、非破坏性等优势，为砷污染水体的精准监测提供了新策略。

　　

亮点

近红外区域的光热透镜光谱（PTLS）技术首次应用于水样中痕量砷酸盐的测定，该方法快速、非破坏且灵敏度高。通过钼蓝（MB）反应生成砷钼蓝（AsMB）复合物，利用其在近红外区的吸收特性，结合双交叉光束PTLS技术，显著提升了检测性能。该方法线性范围达0.48–9.6?μM，检测限为0.3?μM，灵敏度较传统近红外吸收光谱提高7倍，并可在微升级样品（检测区约3?μL）中实现分析。

化学参数优化

通过紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）光谱对砷钼蓝（AsMB）复合物形成过程中的化学参数（如酸度、还原剂浓度及反应时间）进行优化。结果表明，在830?nm波长处吸收最强，有利于提升光热透镜响应。采用单因素法逐步优化各条件，确保复合物生成效率最大化。

结论

本研究开发的近红外PTLS技术为水样中砷酸盐的检测提供了一种快速、环境友好的新途径。该方法的局限性在于磷酸盐等物质的干扰，但可通过连二亚硫酸盐还原砷酸盐为亚砷酸盐并结合加热步骤进行区分。检测基于钼蓝（MB）反应，其最终复合物在近红外区具有吸收特性，有助于提升分析速度与准确性。