基于对二甲氨基苯甲醛（PDAB）分光光度法测定尿素的优化与验证研究

为解决传统PDAB法测定尿素时存在的重现性差、酸性溶液老化、低浓度检测灵敏度不足等问题，研究人员通过响应面法（RSM）优化试剂配比（PDAB:H2SO4=1:0.89），建立线性范围10-100 mg/L（R2=0.9999）、LOD 2.2 mg/L的改良方法，验证显示回收率90%-110%、精密度RSD<5%，为肥料实验室提供稳定高效的尿素检测方案。

　　

尿素作为全球使用最广泛的氮肥，其精准检测对农业、环境和临床领域至关重要。然而现有检测方法各存短板：酶解法易受pH和金属离子干扰，而化学衍生法虽成本低却面临灵敏度不足或操作复杂等问题。其中对二甲氨基苯甲醛（PDAB）法虽能在室温快速反应，但长期受困于试剂溶解度差、显色不稳定（尤其低浓度尿素检测时）以及氨类物质的干扰。更棘手的是，传统PDAB法需依赖高浓度酒精溶解试剂，这反而抑制了显色反应，导致方法重现性差成为行业痛点。

针对这些挑战，阿布基尔化肥公司实验室的Dr. Elfeky团队开展了一项创新研究。他们以PDAB为核心试剂，突破性地采用1:1冰醋酸-水混合溶剂替代传统酒精体系，结合浓硫酸（H₂SO₄）构建新型显色系统。通过中央复合设计（CCD）和响应面法（RSM）多维度优化，首次实现PDAB法在低至10 mg/L尿素浓度下的精准检测，相关成果发表在《Analytica Chimica Acta》。

研究团队运用三大关键技术：1）响应面法（RSM）优化试剂摩尔比，显著减少实验次数；2）动力学实验评估显色稳定性；3）依据APHA 1040标准进行方法验证，涵盖选择性、精密度和稳健性等指标。所有实验均使用阿布基尔化肥公司提供的工业级化学品，包括尿素（99.5%）、PDAB（99%）和硫酸（95-97%）。

【材料与方法】
采用PDAB在醋酸-水体系中的特殊溶解特性，通过光谱扫描确定最大吸收波长（λ_max）。研究发现传统420 nm检测波长因试剂空白干扰无法调零，最终选定435 nm作为检测波长，这一调整显著提升了低浓度尿素的信噪比。

【优化研究】
通过CCD设计发现PDAB:H₂SO₄摩尔比1:0.89时，10 mg/L尿素溶液的吸光度达到峰值。该比例较传统方法减少硫酸用量约11%，既保证反应酸性环境，又避免过量酸导致的试剂降解。动力学实验证实显色产物在室温下60分钟内保持稳定，满足快速检测需求。

【方法验证】
线性范围覆盖10-100 mg/L（R²=0.9999），检测限（LOD）和定量限（LOQ）分别达2.2 mg/L和10 mg/L。在氨水、氯化铵等潜在干扰物存在时，回收率仍保持90%-110%。实验室间比对显示RSD<5%，证明方法具有优异的重现性。

【结论与意义】
该研究成功解决了PDAB法四十年来面临的三大难题：1）通过醋酸-水体系替代酒精，消除溶剂抑制效应；2）利用RSM优化使低浓度检测灵敏度提升5倍；3）显色稳定性从分钟级延长至小时级。这项技术突破不仅为化肥行业提供了一种经济高效的尿素检测方案（单次检测成本降低30%），其创新的溶剂选择策略更为其他醛类衍生化检测方法提供了新思路。值得注意的是，该方法仅需常规分光光度计，特别适合资源有限的工业实验室推广使用。