氨基酸在銅離子濁點萃取中的應(yīng)用

環(huán)境樣品組成復(fù)雜，在測定金屬離子時干擾較多，且環(huán)境樣品中金屬離子的含量一般較低，在進(jìn)行分析前，需要進(jìn)行萃取、濃縮、富集。在用濁點萃取富集銅離子進(jìn)行紫外分光光度法檢測過程中，絡(luò)合劑一般選擇傳統(tǒng)的顯色劑,如PAN、TAN、5-Br-PADN等[1，2]，這些絡(luò)合劑都是有機(jī)試劑，誤差較大。鑒于生物試劑專一性和高效性的特點，若用氨基酸代替?zhèn)鹘y(tǒng)絡(luò)合劑對銅離子進(jìn)行配合，可以排除其它常見金屬離子的干擾，更有利于環(huán)境樣品中銅離子的測定。氨基酸配合物是氨基酸和金屬離子相結(jié)合而形成的較穩(wěn)定的化合物[3]，在pH值為8～10時，配位比為1∶2的絡(luò)合物較配位比為1∶1的絡(luò)合物更穩(wěn)定，并且容易生成和分離純化[4，5]。

作者在此以氨基酸為絡(luò)合劑，用Triton X-100非離子表面活性劑萃取痕量銅離子，將濁點萃取與紫外分光光度法聯(lián)用，測定了環(huán)境水樣中痕量銅離子。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液：1.0 mol·L-1，使用時稀釋至工作濃度0.001 mol·L-1；表面活性劑：Triton X-100,50.0 mg· mL-1；絡(luò)合劑：甘氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、纈氨酸、天冬氨酸，0.001 mol·L-1；硼酸鹽緩沖溶液；NaOH溶液；飽和NaCl溶液。

TU-1800型紫外分光光度計。

1.2 方法

1.2.1 甘氨酸銅配合物最大吸收波長的確定

取1支試管加入0.001 mol·L-1的甘氨酸溶液1.0 mL，然后依次加入0.5 mL 0.001 mol·L-1Cu2+標(biāo)準(zhǔn)溶液、1.0 mL 50.0 mg· mL-1Triton X-100溶液、4.0 mL飽和NaCl溶液，用二次蒸餾水稀釋并用硼酸鹽緩沖溶液(或NaOH溶液)調(diào)節(jié)pH值為9.0，定容至25.0 mL，搖勻，于65℃恒溫10 min后，以4000 r· min-1離心15 min分相，分離后，加入少許蒸餾水于富膠束相中，振蕩，定容至5.0 mL，靜置。用紫外分光光度計在200～300 nm處測定吸光度，確定最大吸收波長。以等量甘氨酸溶液為空白對照。

1.2.2 最佳絡(luò)合劑的選擇

取7支試管各加入0.001 mol·L-1的氨基酸溶液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL、3.0 mL，處理方法同1.2.1。用紫外分光光度計在最大吸收波長230 nm處測定吸光度，繪制氨基酸銅配合物的光吸收曲線，選擇最佳絡(luò)合劑。以等量氨基酸溶液為空白對照。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

選用甘氨酸作為絡(luò)合劑，配制一系列濃度的銅離子試劑，經(jīng)濁點萃取之后，進(jìn)行紫外吸光度的測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4 環(huán)境水樣中銅離子分析

國標(biāo)GB 7474-87規(guī)定地表水中銅離子的檢測方法為二乙基二硫代氨基甲酸鈉分光光度法。本實驗用氨基酸代替二乙基二硫代氨基甲酸鈉作絡(luò)合劑，參照國標(biāo)方法取水，用蒸餾、消解等前處理去除有機(jī)物，以避免萃取劑對有機(jī)物尤其是苯酚的萃取,并將實驗數(shù)據(jù)與國標(biāo)方法進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 最大吸收波長

在種類繁多的氨基酸中，只有色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸在近紫外區(qū)(200～400 nm)有吸收光的能力。但與銅離子絡(luò)合后，大多數(shù)氨基酸銅配合物在近紫外區(qū)都有一定的吸收，且氨基酸銅配合物的吸收峰比單一氨基酸的吸收峰要明顯得多，基本上可以忽略氨基酸的吸收峰[5～14]。本實驗以甘氨酸為例，測定不同波長下甘氨酸銅配合物的吸光度，如圖1所示。

由圖1可知，甘氨酸銅配合物的最大吸收波長為230 nm。

2.2 最佳絡(luò)合劑

7種氨基酸(甘氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、纈氨酸、脯氨酸、天冬氨酸)銅配合物的光吸收曲線如圖2所示。

圖1 不同波長下甘氨酸銅配合物的吸光度

圖2 氨基酸銅配合物的光吸收曲線

當(dāng)氨基酸與銅離子的濃度比為2∶1時，溶液達(dá)到了較高的吸光度值，再增加氨基酸溶液的量，吸光度的增加并不明顯，表明此時氨基酸與銅離子的配合反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)基本完成。此外當(dāng)配位比大于2∶1時，氨基酸的存在會影響光的吸收。

由圖2可知，7種氨基酸都能夠與銅離子發(fā)生2∶1的配位反應(yīng)，并且因為氨基酸種類不同，氨基酸銅配合物吸光度的強(qiáng)弱也不同。

某些氨基酸(如脯氨酸)，與銅離子的配合物的吸光度并不大，但是達(dá)到反應(yīng)平衡后曲線的線性較好；而另外一些氨基酸(如丙氨酸)與銅離子的配合物盡管吸光度較大，但是達(dá)到反應(yīng)平衡后曲線的線性并不太好，平臺并不明顯。綜合考慮，既要能夠達(dá)到比較明顯的吸光度又要曲線線性相對較好，最終選擇甘氨酸作為用于銅離子濁點萃取的絡(luò)合劑。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖3)

圖3 銅離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖3可知，銅離子濃度與吸光度基本成正比，擬合線性回歸程為：y=0.0293×104x+0.0405，相關(guān)系數(shù)R2=0.984。

根據(jù)IUPCA的定義，經(jīng)過濁點萃取分離富集后，用20次空白計算，得出檢出限為0.147 μg· mL-1。

2.4 環(huán)境水樣銅離子分析結(jié)果

對某環(huán)境水樣中銅離子分別用國標(biāo)方法和濁點萃取法進(jìn)行測定，結(jié)果見表1。

表1 國標(biāo)方法和濁點萃取法的比較

由表1可知，濁點萃取法測定的環(huán)境水樣中銅離子濃度為7.28 μg· mL-1，國標(biāo)方法測定為7.98 μg·L-1，超過國家地表水的五類標(biāo)準(zhǔn)1.0 μg· mL-1。

3 結(jié)論

(1)7種氨基酸中，甘氨酸應(yīng)用于銅離子痕量分析的性能最佳。

(2)甘氨酸作為絡(luò)合劑，濁點萃取法和紫外分光光度法聯(lián)合用于環(huán)境水樣中痕量銅離子的測定，效果較好。

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