タバコの灰から分離した蛍光性炭素質物質を用いた水中の鉄(iii)の定量

Fluorescent carbonaceous materials isolated from cigarette ashes for the determination of iron(iii) in water samples.

• Myriam Díaz-Álvarez
• Antonio Martín-Esteban

抄録

本研究では、すぐに使える蛍光性炭素質材料(CM)を、水に灰を分散させ、その後のろ過に基づく簡単な手順でタバコの灰から単離した。分離された原料は、蛍光顕微鏡、フーリエ変換赤外（FT-IR）分光法、および動的光散乱（DLS）分析によって特徴付けられた。その結果、単離されたCMは励起に依存した蛍光発光を示し、蛍光プローブとして使用することが可能となった。開発した蛍光プローブは、クエンチング機構を利用してFe(iii)を高感度かつ選択的に検出することが可能である。開発した蛍光プローブは、0-89.6μMの範囲内でFe(iii)濃度に比例して蛍光強度が低下することを明らかにした。この蛍光プローブは、水道水および井戸水のFe(iii)の定量に適用することに成功し、分析した水サンプルにかかわらず、平均回収率87%、相対標準偏差(RSD)0.63%という優れた回収率を示しました。また、赤、緑、青（RGB）チャンネルの蛍光色を分析することで、Fe(iii)の存在下での蛍光変動を評価した。最後に、提案された蛍光プローブを使用して肉眼で水中のFe(iii)の半定量的な決定の可能性も評価された。

In the present work, ready-to-use fluorescent carbonaceous materials (CMs) were isolated from cigarette ashes by following a simple procedure based on the dispersion of ashes in water and subsequent filtration. The isolated raw material was characterized by fluorescence microscopy, Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and dynamic light scattering (DLS) analysis. The isolated CMs displayed excitation-dependent fluorescence emission, which enables them to be used as a fluorescent probe. The developed fluorescent probe possesses high potential for sensitive and selective detection of Fe(iii) via a quenching mechanism. The decrease in fluorescence intensity was in linear relationship with the concentrations of Fe(iii) within the range of 0-89.6 μM. The fluorescent probe was successfully applied to the determination of Fe(iii) in tap and well waters with an average recovery of 87% with an excellent relative standard deviation (RSD) of 0.63%, regardless of the water sample analyzed. Besides, fluorescence variation in the presence of Fe(iii) was evaluated by analyzing red, green, and blue (RGB) channels of the fluorescence colors. Finally, the possibility of semi-quantitative determination of Fe(iii) in water by the naked eye using the proposed fluorescent probe was also evaluated.