南开化学贡献：三羟基荧光酮胶束增敏分光光度法测定高价金属

1976年“文化大革命”结束后，迎来了科学的春天。和所有的爱国知识分子一样，沈含熙教授意识到，大显身手的时刻即将来到。重新走进实验室的那一天，沈含熙教授特别兴奋。为了弥补和减少已经停顿了十年的科学研究所造成的损失，沈含熙教授不得不夜以继日地查阅文献，熟悉国内外分析化学的研究进展。在查阅文献的过程中，沈含熙教授敏锐地发现，稀有元素的开发利用是当时国家重要的研究课题。为了了解当时国内外稀有金属分析化学的基本情况，确立下一步的研究目标，沈含熙教授和教研室的其他老师通力合作，走访了全国许多稀有元素的开发和生产部门，并多次出席全国地质和冶金分析方面的学术会议，明确了稀有高价金属元素分析将成为一个极其重要的研究对象。

在明确研究目标的基础上，沈含熙教授又对当时冶金和地质等相关部门所使用的高价金属元素检测方法进行了细致的分析，发现当时所采用的方法不仅存在灵敏度低、操作繁琐等问题，而且方法的检测特异性差，极易受到样品中其他共存元素的干扰。为此，沈含熙教授的心中确定了设计、开发高灵敏、高特异的检测方法，实现复杂实际样品中目标稀有高价金属元素快速且简便分析的目标。1980年，在冶金工业部有色金属分析经验交流会上，他发表了题为“金属光度分析的进展及其发展趋势”的报告，明确地指出了当前金属分析的任务与前景。会议认为，这篇报告对当前冶金分析发展具有指导意义，决定以显著位置刊登在1981年出版的《冶金分析》创刊号上。

沈含熙，1933年出生，1950年考入国立同济大学化学系，1952年转入复旦大学化学系。1953年毕业后分配到天津南开大学化学系任助教。1957年到苏联莫斯科大学化学系攻读副博士学位研究生。1961年学成归国，回南开大学化学系继续执教。1978年晋升为副教授。1982年任南开大学分校化学系主任。1990—1993年任南开大学化学系主任。曾获得国家发明三等奖和天津市自然科学奖二等奖各一项。1984年被评为“天津市劳动模范”，1986年被评为“天津市先进科技工作者”。1990年被英国皇家化学会吸收入会，经理事会选举为该会会士并被授予英国“特许化学家”头衔。同年，苏联科学院无机与普通化学研究所所长佐罗托夫院士签署并颁发给沈含熙“库尔纳科夫荣誉奖章”及证书，并获得“君安科学家奖”。

从1980年开始，沈含熙教授研究团队对一系列表面活性剂胶束增敏高灵敏光度分析法进行了全面的研究。其中关于使用9-取代-2，6，7-三羟基荧光酮的胶束增敏分光光度法的研究取得了突破性的进展。众所周知，许多高价金属，如钛、锆、锗、锡、钼、钨、铌、钽及锑等，历来缺乏高稳定、高灵敏和高选择性的分析方法。当进行实际复杂样品中特定元素的分析时，难以获得令人满意的结果。沈含熙教授领导研究团队系统地研究了不同取代基的三羟基荧光酮与各种表面活性剂和金属离子的显色反应，提出了用水杨基荧光酮与CTMAB光度测定微量钛、锆、锗、锡、钼、钨、铌、钽的方法，得到灵敏度极高的显色体系，又分别对多种不同9-取代的三羟基荧光酮与阳离子表面活性剂和锗、钛、锡、锆等元素的显色反应进行了系统的研究。结果表明，在被试验的各种三羟基荧光酮中，以邻硝基苯基荧光酮、水杨基荧光酮以及间硝基苯基荧光酮的效果最好。其主要特点是灵敏度高，各显色体系的摩尔吸光率普遍超过105，有的甚至达到2×105，反应选择性好，显色酸度高、显色稳定。低价金属离子一般不干扰测定，高价元素间的相互干扰问题也可通过各种选择性掩蔽手段解决。所建立的方法可不经分离对某些试样（如合金、钢铁、金属材料以及岩石矿物）中的高价元素进行直接快速测定，有效地解决了重金属元素测定的难题。

研究成果以论文形式发表后，立即引起了相关产业部门的重视。他们纷纷与沈含熙教授联系，询问相关的实验细节，并取走显色剂用实际样品对方法进行了验证。通过与原有的方法进行比较，证明沈含熙教授提供的胶束增敏分光光度法具有原有方法所不可比拟的优势，不仅操作简便，而且检测灵敏度高、干扰少。于是，该方法开始在四川省的相关领域得到应用，并迅速推广到全国，取得了一致的好评。同时，研究成果在科学界也得到了广泛的关注，该研究领域一跃成为当时我国乃至国际分析化学中令人瞩目的研究方向之一。到目前为止，已有几千篇研究论文在国内外重要期刊上发表。在天津市科委的支持下，南开大学组织召开了成果鉴定会，与会的冶金部、地质部及国内部分高校的专家都对研究成果给予了极高的评价，并推荐上报国家申请奖励。(www.xing528.com)

此项工作在1984年被批准授予国家发明三等奖。成果发表后，有关方法被许多生产部门广泛采用或制定为国家标准。许多研究部门纷纷进行跟踪研究并探讨扩展其应用领域。正如北京矿冶研究总院出版的《国内高灵敏光度法手册（1985—1994）》一书中所说：“一系列苯基荧光酮衍生物的合成和应用是近10年来高灵敏光度法的一个十分活跃的领域。据统计，使用此类试剂发表的文献达到321篇”，又说：“南开大学沈含熙教授对此类试剂的胶束增敏光度法进行了系统和详细的研究，为这类试剂的推广应用起了倡导和开拓性的作用；清华大学郑用熙教授和北京大学慈云祥教授在高灵敏胶束增溶光度法机理方面做了深入的探讨，在应用方面做了广泛的实践。以他们为代表的一批年富力强的无机分析化学家的辛勤工作，为我国高灵敏光度法近10年间的快速发展做出了杰出贡献”。

成果完成人：沈含熙、许光惠、王振清、王连生

1982年《三羟基荧光酮胶束增敏光度分析法》鉴定会专家合影（前排：沈含熙、陈宗德、华方侠、曾云鹗、周秀中、厉时城；后排：许生杰、秦光荣、郑用熙、慈云祥、王长发）