濁點萃取-火焰原子吸收法(CPE-FAAS)測定蜂蜜中痕量錳*

杜軍良，尤海霞，胡楊，王秀峰

(綿陽師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，四川綿陽，621000)

蜂蜜是一種保健食品，也是最常用的滋補品之一［1－2］，蜂蜜營養(yǎng)豐富，有著很好保健功能，主要源于它含有豐富的糖類物質(zhì)、酶、維生素、氨基酸和微量元素等［3］。長期以來，研究者都偏重于研究有機成分對蜂蜜營養(yǎng)的影響［4］，但由于微量元素可與有機成分相互作用，它們生成的配合物產(chǎn)生的生物活性可以影響有機成分的吸收與作用，同時某些常微量元素在體內(nèi)還起著相當(dāng)重要的作用，因此對蜂蜜中常量和微量元素的研究的確是不容忽視的［5］。蜂蜜中的微量元素主要來源于蜜蜂所采的花粉，而花粉中的微量元素來源于其所生長的土壤及環(huán)境，這些都會受到人類活動的影響，因此其安全問題也受到人們的廣泛關(guān)注［2］。蜜蜂采取不同地方的植物，其中微量元素的含量存在較大差別，因此研究蜂蜜中微量元素的含量除了可以確定其營養(yǎng)水平，而且還可通過測定蜂蜜中微量元素的含量初步推斷蜂蜜的產(chǎn)地［3］。

目前測定蜂蜜中微量元素的方法主要有:電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)［2－3］，原子吸收法(AAS)［6］，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等［5，7］。然而還很少有關(guān)用濁點萃取-火焰原子吸收法測定蜂蜜中金屬元素錳的報道，故本文采用濁點萃取-火焰原子吸收法測定2種蜂蜜中微量元素的含量。

濁點萃取法(cloud point extraction，CPE)是近年發(fā)展起來的一種環(huán)保型的液-液萃取技術(shù)，它克服了傳統(tǒng)萃取使用的毒性較大的有機溶劑、富集倍數(shù)低、操作繁復(fù)等問題，并且因為使用的萃取劑量少且低毒，對環(huán)境基本不造成污染，目前，該方法已受到分析學(xué)者的關(guān)注［8］，發(fā)展成為一種很好的痕量金屬分離富集的手段，已經(jīng)被用于測得各種痕量金屬元素［9－15］。本文建立了以 8-羥基喹啉為絡(luò)合劑，以非離子表面活性劑TritonX-100為萃取劑的濁點萃取-火焰原子吸收光譜法(CPE-FAAS)測定蜂蜜中痕量Mn(Ⅱ)的方法。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

TAS-990原子吸收分光光度計(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);KJ-B型無油氣體壓縮機(天津市利邁豪工貿(mào)有限公司);鉛空心陰極燈(型號KY-1，北京曙光明電子光源儀器有限公司);小型高速粉碎機(WB-100，北京維博創(chuàng)機械設(shè)備有限公司);AUY萬分之一全自動分析天平(日本島津);800B臺式離心機(上海安亭科學(xué)儀器廠)。

用高純錳按常規(guī)方法配制1.000 g/L的鉛貯備液，實驗過程中貯備液稀釋成1.0×10－2g/L使用。8-羥基喹啉配成1×10－3mol/L的乙醇溶液備用。用氯化銨及氨水配制pH=9的緩沖溶液備用。用硝酸和甲醇配成0.1 mol/L硝酸-甲醇溶液備用。

實驗所用試劑HNO3，HClO4，高純錳為優(yōu)級純，其他試劑均為分析純，實驗用水為超純水。所用容器使用前均用稀硝酸浸泡處理。

1.2 樣品制備與處理

2種蜂蜜樣品，洋槐，紫云英，均產(chǎn)自成都新都區(qū)。分別準(zhǔn)確稱取經(jīng)干燥、磨成粉末狀的樣品2 g(準(zhǔn)確至0.000 1 g)于50 mL的錐形瓶中，加HNO3+HClO4(4+1)混合酸20 mL，蓋表皿靜置24 h后置于電熱板上低溫加熱，樣品保持微沸，至溶液無色透明，然后用1%HNO3沖洗表面皿及燒杯內(nèi)壁，轉(zhuǎn)入25.00 mL容量瓶中，用二次蒸餾水定容，同時做樣品加標(biāo)試驗。

1.3 測定方法及儀器工作條件

標(biāo)準(zhǔn)液的測定:準(zhǔn)確移取0.1 mL，1.0×10－2g/L的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液于10.00 mL的刻度離心管中，依次加入0.25 mL 8-羥基喹啉、2.50 mL Triton X-100及0.30 mL飽和NaCl溶液，最后用pH值為9的氯化銨-氨水緩沖溶液定容至10.00 mL，搖勻后置于95℃恒溫水浴中，60 min后趁熱離心分離(3 000 r/min、5 min)。棄去水相，在膠束相中加入0.1 mol/L的硝酸-甲醇溶液降低其黏度并定容至2.00 mL，然后用火焰原子吸收光譜儀測定錳的含量。

儀器工作條件:檢測光波長為283.3 nm;燈電流為4 mA;光譜通帶為0.4 nm;燃燒器高度為6 mm;燃?xì)饬髁繛? 500 L/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH值的影響

絡(luò)合物的形成和穩(wěn)定性與溶液pH緊密相關(guān)，因此合適的pH有利于形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。圖1為不同pH值對錳離子濁點萃取效果的影響［16］。由圖1可以看出，隨溶液pH值的增大錳離子的萃取效率也相應(yīng)增加，當(dāng)溶液pH值在9時萃取效率達到最大，當(dāng)pH＞9以后，萃取效率下降。因此在后續(xù)實驗中選取pH值為9作為最佳實驗條件。

圖1 pH值對萃取率的影響Fig.1 Effect of pH on the extraction rate

2.2 平衡時間和平衡溫度的影響

濁點萃取與平衡時間和溫度存在非常緊密的聯(lián)系，二者均對萃取效果存在重要的影響［17］。本實驗考察平衡溫度對萃取效果的影響，實驗表明當(dāng)溫度低于95℃時無明顯反應(yīng)，故以95℃為平衡溫度。同時實驗也考察了0.5～2.5 h內(nèi)平衡時間對萃取效率的影響，結(jié)果見圖2。從圖2中可以看出，平衡時間為60 min左右時，萃取效率達到最大。所以本實驗選擇平衡時間為60 min，平衡溫度為95℃。

圖2 平衡時間對萃取率的影響Fig.2 Effect of equilibration time on the extraction rate

2.3 NaCl用量的影響

增大介質(zhì)的離子強度有助于析相。無機電解質(zhì)的加入，可引起聚氧乙烯鏈的脫水而降低濁點溫度。另外，無機鹽能增強表面活性劑聚合體和待測物的憎水性，從而有利于膠束相與水相的分離［18］。本實驗選擇飽和NaCl溶液作為添加劑，討論了不同NaCl用量對錳的萃取效率的影響，結(jié)果見圖3。由圖3可知，NaCl用量為0.30 mL時萃取效率最大。實驗選0.30 mL。

圖3 NaCl用量對萃取率的影響Fig.3 Effect of NaCl amount on the extraction rate

2.4 表面活性劑Triton X-100用量的影響

Triton X-100的用量大小不僅決定了萃取分離的效果，同時也決定了膠束相體積的大小，用量小可能導(dǎo)致萃取不完全，從而降低萃取效率，用量大會增加膠束相的體積，降低富集因子。為此本實驗考察了不同Triton X-100用量對萃取效率的影響，結(jié)果見圖4。由圖4可得，當(dāng)Triton X-100的用量在2.00～3.00 mL時萃取效率最大。本實驗選擇Triton X-100的用量為2.50 mL。

2.5 8-羥基喹啉用量的影響

理想的絡(luò)合劑應(yīng)對待測元素有較高的生成常數(shù)，生成的絡(luò)合物疏水且盡量不與共存離子生成螯合物。濁點萃取時常需加入過量的絡(luò)合劑，以保證螯合反應(yīng)完全，同時降低可能發(fā)生的共存離子干擾。絡(luò)合劑8-羥基喹啉的用量的增加不僅可以保證待測離子絡(luò)合完全，同時可以降低共存離子的干擾，結(jié)果見圖5。由圖5可得，其用量為0.15～0.25 mL時萃取效率最大。實驗選用0.25 mL。

圖4 Triton X-100對萃取率的影響Fig.4 Effect of Triton X-100 amount on the extraction rate

圖5 8-羥基喹啉用量對萃取率的影響Fig.5 Effect of 8-Oxyquinoline amount on the extraction rate

2.6 干擾離子的影響

為了驗證本方法的選擇性，本實驗考察了一些常見陽離子和陰離子對錳離子的干擾影響。結(jié)果表明，常見離子 Cl－、K+、Na+、Mg2+、Cu2+、Zn2+濃度分別是錳離子的 2 000、1 000、1 000、200、10、10 倍的時候，對錳的測定沒有干擾。

2.7 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢測限、精密度

篩選出最佳實驗條件為:pH值為9，平衡時間為1 h，NaCl用量 0.30 mL，Triton X-100 用量 2.50 mL，絡(luò)合劑用量0.25 mL。在選定的最佳試驗條件下對該分析方法的一些參數(shù)進行了測定，結(jié)果表明該法在100～700 ng/mL內(nèi)具有較好線性(r2=0.999 9)。檢測限為5.74 ng/mL，RSD 為1.68%(n=11)。

2.8 樣品測定

將建立的方法用于2種蜂蜜分析，驗證其檢測環(huán)境樣品的可適用性，對洋槐蜂蜜和紫云英蜂蜜測定的結(jié)果分別為:0.940 μg/g和 0.970 μg/g。同時做了加標(biāo)回收實驗，結(jié)果見表1。由表1可以看出，建立的濁點萃取火焰原子吸收檢測方法適用于蜂蜜樣品中錳的測定。

表1 兩種蜂蜜樣測定結(jié)果(n=3)Table 1 Determination of honey(n=3)

3 結(jié)論

采用Triton X-100及8-羥基喹啉建立了一種高效、安全、經(jīng)濟的蜂蜜中錳離子檢測的新方法。得出最佳實驗條件為 pH值9，平衡時間1 h，NaCl用量0.30 mL，Triton X-100用量 2.50 mL，絡(luò)合劑用量0.25 mL。在選定的最佳實驗條件下，該法在100～700 ng/mL內(nèi)具有較好線性(r2=0.999 9)。檢測限為5.74 ng/mL，RSD為1.68%(n=11)。

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