用碘離子修飾的B–Z 化學(xué)振蕩反應(yīng) 測定辣椒面中的羅丹明B

高錦章，曾麗娟，任杰

(西北師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

羅丹明B(Rhodamine B，四乙基羅丹明)又名玫瑰紅B，俗稱花粉紅，是一種人工合成的染料，曾作為食用色素使用。研究發(fā)現(xiàn)，羅丹明B 可以造成老鼠的皮下組織出現(xiàn)肉瘤，有致癌作用。國家已經(jīng)明令禁止羅丹明B 作為食品添加劑使用。

對羅丹明B的檢測，常見的有高效液相色譜－串聯(lián)質(zhì)譜法[1]、高效液相色譜法[2]、超高效液相色譜熒光檢測法[3]、高效液相色譜熒光檢測法[4]等，這些方法雖然儀器靈敏度高，檢出限低，但費用高，難以普及。近年來出現(xiàn)的化學(xué)振蕩分析技術(shù)，由于其設(shè)備簡單，易于操作，耗樣量少，更加經(jīng)濟(jì)實惠，且能滿足食品分析的要求，已成功地用于檢測多種氨基酸[8]和無機(jī)離子[5–9]等。高錦章等[10–12]用陰離子修飾了B–Z振蕩反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)修飾后的B–Z振蕩體系更加靈敏，且已成功用于金屬離子和某些有機(jī)物的測定。筆者在此基礎(chǔ)上，利用碘離子修飾的B–Z振蕩體系測定辣椒面中禁用色素羅丹明B，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料及主要儀器

羅丹明B、CH2(COOH )2、KBrO3(天津市福晨化學(xué)試劑廠出品，分析純)；Ce(SO4)2、KI(上?；瘜W(xué)試劑公司出品，分析純)。

主要儀器有：CHI–832 型電化學(xué)分析儀(上海市辰華有限責(zé)任公司)；SY–601 型超級恒溫水浴箱(天津市歐諾有限責(zé)任公司)；ML–902 型磁力攪拌器(上海市浦儀有限責(zé)任公司)；帶恒溫夾套玻璃反應(yīng)器(50 mL)。

1.2 方 法

1.2.1 碘離子修飾的B–Z 振蕩體系的建立

溫度為303 K時，將9.2 mL 0.7 mol/L H2SO4、4.2 mL 0.5 mol/L CH2(COOH)2、0.8 mL 0.04 mol/L Ce(SO4)2和5.8 mL 0.2 mol/L KBrO3依次加入帶有恒溫夾套和磁力攪拌器的玻璃反應(yīng)器中，打開攪拌器，插入電極，記錄圖形，此圖記作圖1–A。在同一溫度下，將8.4 mL 0.7 mol/L H2SO4、4.2 mL 0.5 mol/L CH2(COOH)、0.8 mL 0.04 mol/L Ce(SO4)2、0.8 mL 6.25×10–3mol/L KI和5.8 mL 0.2 mol/L KBrO3依次加入玻璃反應(yīng)器中，打開攪拌器，插入電極，記錄圖形，此圖記作圖1–B。比較2個振蕩圖形， 體系B振蕩圖形的振幅增大，周期亦增大，由此建立碘離子修飾的振蕩體系。

圖1 B–Z 振蕩體系(A)和修飾后的B–Z 振蕩體系(B)Fig. 1 B–Z oscillating chemical system (A) and I–ion modified B–Z oscillating chemical system (B)

用1.25×10–4mol/L的羅丹明B溶液分別對2個振蕩體系進(jìn)行擾動時，兩者的響應(yīng)信號有所不同，修飾后的B–Z化學(xué)振蕩體系羅丹明B更加靈敏(如圖2–A和圖2–B所示)。

圖2 羅丹明B 對碘離子修飾的的B–Z 振蕩體系(B)和原B–Z 振蕩體系(A)的擾動Fig.2 Perturbation profile of the I–ion modified B–Z oscillating chemical system(B) and B–Z oscillating chemical system(A) added with rhodamine B

1.2.2 試驗條件的優(yōu)化

丙二酸濃度過高或過低都會影響體系的穩(wěn)定性，隨CH2(COOH)2濃度的減小，體系的周期增大，誘導(dǎo)期和振幅變化不明顯，當(dāng)CH2(COOH)2濃度為0.095 mol/L時圖形失穩(wěn)。考察CH2(COOH)2濃度為0.095～0.135 mol/L時羅丹明B對修飾體系的擾動情況。

溴酸鉀濃度也會影響體系的穩(wěn)定性，隨KBrO3濃度的減小，體系的誘導(dǎo)期增長，周期亦增長，考察KBrO3濃度為4.60×10–2～7.50×10–2mol/L時羅丹明B對修飾體系的擾動情況。

隨著硫酸鈰濃度的增大，體系的誘導(dǎo)期和周期均減少，考察Ce(SO4)2濃度為1.0×10–3～2.0×10–3mol/L時羅丹明B對體系的擾動情況。

隨著碘化鉀濃度的降低，體系的周期和振幅減小，考察KI濃度為1.25×10–4～3.5×10–4mol /L時，羅丹明B對體系的擾動情況。

在B–Z振蕩反應(yīng)中，酸度過高或過低將直接影響體系的穩(wěn)定性，硫酸濃度為0.679 ～0.736 mol/L時，可以得到穩(wěn)定的化學(xué)振蕩圖形。

2 結(jié)果與分析

2.1 振蕩體系中羅丹明B 的檢測

在穩(wěn)定的振蕩體系中加入不同濃度的羅丹明B溶液，對體系的擾動不同。為了獲得更好的重復(fù)性，從振蕩圖形趨于規(guī)則穩(wěn)定的第3個周期開始進(jìn)樣，發(fā)現(xiàn)在第12個周期的低點進(jìn)樣對體系的擾動最明顯。當(dāng)一定量的羅丹明B加入到體系時引起振幅的變化，其進(jìn)樣前后的振幅分別記A0和 A，選擇振幅變量ΔA=A–A0為檢測信號，振幅變量ΔA與加入羅丹明B濃度的負(fù)對數(shù)線性相關(guān)，線性方程為：ΔA =136.247–21.790 (–lg C)。羅丹明B濃度為7.5×10–7～7.0 ×10–4mol/L時，呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(圖3)，相關(guān)系數(shù)為0.998 7，檢出限為8.7 ×10–8mol/L。

圖3 振幅變量ΔA 與加入羅丹明B 的濃度負(fù)對數(shù)的關(guān)系Fig. 3 Calibration curve for determination of rhodamine B

2.2 振蕩體系的影響因素

當(dāng)CH2(COOH)2的濃度為0.105 mol/L時，羅丹明B對修飾體系的擾動最大(圖4–A)，選擇丙二酸的濃度為0.105 mol/L。當(dāng)KBrO3濃度為5.80×10–2mol/L時，羅丹明B對修飾體系的擾動最靈敏(圖4–B)，故選擇溴酸鉀的濃度為5.80×10–2mol/L。當(dāng)硫酸鈰濃度為 1.60×10–3mol/L時，羅丹明B對修飾體系的擾動最強(qiáng)(圖4–C)，選擇硫酸鈰的濃度為1.60×10–3mol/L。當(dāng)?shù)饣洕舛葹?.5×10–4mol/L時，羅丹明B對修飾體系的響應(yīng)最強(qiáng)(圖4–D)，選擇碘化鉀的濃度為 2.5×10–4mol/L。當(dāng)硫酸濃度為 0.7 mol/L時，體系對羅丹明B的響應(yīng)最大(圖4–E)，選擇硫酸的濃度為 0.7 mol/L。

圖4 各因素對羅丹明B 測定的影響Fig.4 The influence of different conditions on determination of rhodamine B

2.3 回收率

利用碘離子修飾的B–Z 振蕩體系，檢測4 個辣椒面樣品中的羅丹明B。當(dāng)羅丹明B 濃度為15.88× 10–5～20.33×10–5mol/L 時，其回收率為99.7%～98.1%，當(dāng)濃度在24.48×10–5～34.17×10–5mol/L 時，其回收率為100.6%～101.2%(表1)。

表1 辣椒面中羅丹明B 的檢測Table 1 Determination of Rhodamine B in capsicum powder mol/L

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