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本研究由A. A. Elabd和O. A. Elhefnawy共同完成，两人均来自埃及核与放射监管局（Nuclear and Radiological Regulatory Authority, NRRA）的核保障与物理防护部门。该研究于2015年11月2日在线发表在《Journal of Fluorescence》期刊上。
铀在核保障中具有重要意义，因其在核工业中的广泛应用，如采矿、核燃料制备和废物管理。自然界中铀以铀矿石的形式存在于地壳中，其中最常见的形式是铀酰离子（UO₂²⁺）。铀酰离子广泛存在于低pH值的径流、土壤、核废料场及处理设施周围。目前，已有多种方法用于铀酰离子的测定，包括分光光度法、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）等。然而，这些方法通常需要昂贵的设备，且部分方法涉及复杂的样品前处理步骤。光学传感器因其高灵敏度、良好的选择性和低成本而成为铀酰离子测定的理想选择。本研究旨在开发一种基于呋塞米（Furosemide）的新型荧光光学传感器，用于水溶液中铀酰离子的高效、灵敏测定。
研究流程包括以下几个步骤：
材料与试剂准备
所有化学品均为分析纯，无需进一步纯化。呋塞米、高分子量聚氯乙烯（PVC）、邻硝基苯辛醚（o-NPOE）等材料均从Sigma-Aldrich或Fluka公司购买。铀酰离子和呋塞米的标准储备液通过溶解适量硝酸铀酰六水合物和呋塞米于去离子水中制备。
仪器设备
荧光测量使用Thermo Scientific Lumina荧光光谱仪，波长范围为190-900 nm。铀酰离子浓度的参考测量使用Thermo Fisher Scientific的ICAP 6500 ICP-OES。
膜制备
将32.0 mg PVC、58.0 mg o-NPOE、8.0 mg呋塞米和2.0 mg四苯硼酸钠（NaTPB）溶解于1.0 mL四氢呋喃（THF）中，混合均匀后涂覆于石英板上，旋转涂膜后干燥。
荧光测量
将制备好的传感膜置于含有不同浓度铀酰离子的测试溶液中，pH值为5.5，加入环己二胺四乙酸（CyDTA）作为掩蔽剂。5分钟后，在λex/λem = 320⁄522 nm处测量荧光发射强度。
数据校准
通过绘制荧光发射强度与铀酰离子浓度的校准曲线，确定未知样品中铀酰离子的浓度。
荧光响应特性
呋塞米膜在铀酰离子存在下表现出显著的荧光增强效应。随着铀酰离子浓度的增加，荧光发射强度线性增强，表明呋塞米与铀酰离子形成了稳定的复合物。
反应机制
铀酰离子通过扩散进入传感膜，与呋塞米形成1:1的复合物。该复合物的形成通过呋塞米中的氮和氧原子与铀酰离子的高电负性位点（如羟基和胺基）相互作用实现。
优化条件
实验条件优化显示，PVC和o-NPOE的最佳用量分别为32.0 mg和58.0 mg，呋塞米的最佳用量为8.0 mg，NaTPB的最佳用量为2.0 mg。pH值优化结果显示，pH 5.5为最佳反应条件。
方法验证
该传感器在7.0 × 10⁻⁷ - 4.0 × 10⁻⁶ mol L⁻¹范围内表现出良好的线性关系，检测限（LOD）为4.6 × 10⁻⁷ mol L⁻¹，定量限（LOQ）为1.4 × 10⁻⁶ mol L⁻¹。
选择性
该传感器对铀酰离子具有高选择性，多种常见阳离子（如Ba²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺等）在较高浓度下对测定结果无明显干扰。
实际应用
该传感器成功应用于自来水、井水和合成废水等实际样品中铀酰离子的测定，结果与ICP-OES方法具有良好的一致性。
本研究开发了一种基于呋塞米的新型荧光光学传感器，用于水溶液中铀酰离子的高效、灵敏测定。该传感器具有响应迅速、选择性高、操作简单等优点，适用于多种实际样品的铀酰离子测定。研究结果为核保障材料责任测量提供了一种有前景的工具。
创新性
首次将呋塞米作为荧光离子载体用于铀酰离子的光学传感，提出了新的荧光增强机制。
高灵敏度与选择性
该传感器在低浓度范围内表现出优异的灵敏度和选择性，检测限达到4.6 × 10⁻⁷ mol L⁻¹。
实际应用价值
该传感器无需复杂设备，操作简便，适用于多种实际样品的快速测定，具有广泛的应用前景。
研究还探讨了传感器的再生方法，使用0.01 M HCl可在10分钟内完全再生传感器，确保其重复使用性。此外，研究通过t检验和F检验验证了该传感器与ICP-OES方法在准确性和精密度上的一致性，进一步证明了其可靠性。