濁點(diǎn)萃取分光光度法測頭發(fā)中鋅的含量

徐春放，賀志麗

（大慶師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 大慶 163712）

0 引 言

鋅是人體必須的14種微量元素之一，分布于人體各組織器官中，人體中鋅含量異?？梢l(fā)多種疾病，如腦梗［1］、糖尿病、高血壓［2］.因頭發(fā)中鋅的含量較穩(wěn)定不易受許多因素的影響，故將測定頭發(fā)中鋅含的量作為檢查人體健康狀況的重要指標(biāo).正常人體內(nèi)鋅含量為1.4～2.5g，其中頭發(fā)中鋅的含量140～250μg／g［3］.

分光光度法是測定鋅常用的方法［4］，根據(jù)所用顯色劑不同，測定方法有雙硫腙法［5］、鋅試劑法［6］、PAN－S法［7］、4－（2－吡啶偶氮）間苯二酚法［8］等.其中雙硫腙法靈敏度較高，但雙硫腙與Zn2＋形成的配合物不溶于水，須用苯、三氯甲烷、四氯化碳等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，分離過程復(fù)雜、環(huán)保性差.

濁點(diǎn)萃取法是近年發(fā)展起來的一種利用表面活性劑溶液的濁點(diǎn)現(xiàn)象，使水溶液中的疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離的新型萃取方法［9－11］.董樹國研究了濁點(diǎn)萃取分光光度法測定茶葉中的痕量鋅［12］，但用非離子表面活性劑 TX－114濁點(diǎn)萃取法代替有機(jī)溶劑萃取Zn－雙硫腙紅色疏水配合物，用分光光度法測定頭發(fā)中的鋅含量，至今未見報(bào)道.用該法測定頭發(fā)中的鋅含量具有操作簡便、萃取效率高、環(huán)境友好、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，可滿足分析要求.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

721分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）、電子分析天平（BS224S）、800型離心機(jī)（金壇市順華儀器有限公司）、烘箱.

氧化鋅（PT，廊坊鵬彩精細(xì)化工有限公司）；曲拉通 X－114（Triton X－114）、乙醇 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%）、雙硫腙、醋酸、醋酸鈉、過氧化氫、硝酸、硫酸銨（以上試劑均為AR級(jí)）.蒸餾水（二次）.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鋅標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制 準(zhǔn)確稱取0.312 5g氧化鋅，置于小燒杯中，用10mL 2mol·L－1HCl加熱溶解至蒸干，加二次蒸餾水溶解，并定容至250mL容量瓶.得到濃度為1.000mg·mL－1的鋅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，使用時(shí)稀釋成10μg·mL－1的鋅標(biāo)準(zhǔn)工作液.按如下鋅離子濃度0.00、0.20、0.40、0.60、0.8、1.0、1.2μg·mL－1，配制測定鋅離子標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液.

1.2.2 其它輔助試劑的配制 HAc－NaAc緩沖溶液（pH＝4.5）；質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114；雙硫腙－乙醇溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03%）.

1.2.3 頭發(fā)試樣的制備 由于干法消化頭發(fā)試樣鋅在灰化時(shí)有所損失［13］，本實(shí)驗(yàn)采用濕法消化法.將待測頭發(fā)試樣用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的洗潔精浸泡0.5h，攪拌洗滌、自來水沖凈泡沫、蒸餾水洗5次、再用二次蒸餾水洗3次，于烘箱中在85℃烘干4h.準(zhǔn)確稱取經(jīng)洗滌烘干的發(fā)樣0.200 0g，用不銹鋼剪刀剪成1cm，置于潔凈、干燥的125mL錐形瓶中，先加入4mL濃HNO3，稍冷后緩慢滴加2mL 30%H2O2.待溶液反應(yīng)穩(wěn)定后置于電熱板上加熱消解，加熱溫度控制在中檔，消解至溶液澄凈透明.若消解后呈深棕色，應(yīng)再加少許H2O2，繼續(xù)加熱使之變淺，最后蒸至溶液剩余1～2mL.用二次蒸餾水定容至100mL容量瓶中.用同樣方法制備試劑參比溶液.

1.2.4 試樣的測定取5mL頭發(fā)試樣溶液于15mL刻度離心試管中，依次加入1.0mL HAc－NaAc緩沖溶液（pH＝4.5）、0.3mL雙硫腙－乙醇溶液、2%的曲拉通X－114溶液0.8mL，混合均勻后用二次蒸餾水稀釋到10mL，放置20min，加硫酸銨1.2g，溶解，用離心機(jī)離心分離8min使其分相，棄水相，用蒸餾水將表面活性劑相定容至5mL，試劑為參比溶液，選0.5cm比色皿在721分光光度計(jì)上于527nm處測吸光度.按上述步驟依次取濃度為0.00、0.20、0.40、0.60、0.8、1.0、1.2μg·mL－1的鋅離子系列標(biāo)準(zhǔn)工作液5mL測吸光度.由測定值計(jì)算得出線性回歸方程，根據(jù)回歸方程計(jì)算出頭發(fā)試樣中鋅的含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 濁點(diǎn)萃取劑的選擇

根據(jù)文獻(xiàn)［14］，曲拉通 TX－114較 TX－100對(duì)顯色反應(yīng)增效作用好，在分光光度法中可使表觀摩爾吸光系數(shù)提高50%，且粘度較高表現(xiàn)出更高的增效作用.故選擇曲拉通X－114作為實(shí)驗(yàn)的濁點(diǎn)萃取劑.

2.2 波長的選擇

取濃度為0.8μg·mL－1鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2.4實(shí)驗(yàn)方法，于波長470～580nm范圍用721分光光度計(jì)測吸光度，繪制A～λ曲線，結(jié)果見圖1，由曲線可知，鋅離子－雙硫腙配合物表面活性劑相在527nm處吸光度最大，選擇527nm為測定波長.

2.3 緩沖溶液pH及用量

不改變其它條件，測定吸光度隨pH的變化，結(jié)果見圖2.圖2實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，pH為4.5時(shí)吸光度值最大，故選擇pH為4.5的緩沖溶液；測定緩沖溶液加入量對(duì)吸光度的影響，結(jié)果見圖3.由圖3可知緩沖溶液加入0.8～2.0mL時(shí)，吸光度具有穩(wěn)定的最大值，故實(shí)驗(yàn)中選擇加入pH為4.5 HAc－NaAc緩沖溶液1.0mL.

圖1 鋅離子－雙硫腙配合物的吸收曲線Fig.1 The absorption curve of zinc－dithizone complex

圖2 pH值對(duì)吸光度的影響Fig.2 Effect of pH on the absorbance

圖3 緩沖溶液加入量對(duì)吸光度的影響Fig.3 Effect of buffer solution dosage on the absorbance

2.4 曲拉通X－114的濃度與用量

因非離子表面活性劑的濁點(diǎn)與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與濃度無關(guān)［15］，考慮曲拉通的濃度過大萃取效率低，按文獻(xiàn)［16］選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在其它條件不變的情況下，測加入量對(duì)吸光度的影響，結(jié)果見圖4.圖4結(jié)果表明當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114加入量在0.3～1.0mL吸光出現(xiàn)穩(wěn)定的最大值，故選擇加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114為0.8mL.

圖4 曲拉通加入量對(duì)吸光度的影響Fig.4 Effect of triton dosage on the absorbance

2.5 硫酸銨用量

參照文獻(xiàn)［17］的研究結(jié)果，曲拉通X－114的濁點(diǎn)為23.1℃，但在實(shí)際測定中濁點(diǎn)溫度高于此文獻(xiàn)值，如果在冬季測定需要對(duì)萃取體系加熱.文獻(xiàn)［18］研究表明：加入鹽析型電解質(zhì)可降低曲拉通X－114的濁點(diǎn).本實(shí)驗(yàn)選用硫酸銨降低曲拉通X－114的濁點(diǎn).在其它條件不變下，硫酸銨加入量大于1.2g時(shí)，萃取體系可以在20℃室溫下分相，吸光度具有最大值，結(jié)果見圖5，故實(shí)驗(yàn)中選擇硫酸銨用量為1.2g.

圖5 硫酸銨用量對(duì)吸光度的影響Fig.5 Effect of ammonium sulphate dosage on the absorbance

2.6 顯色劑用量

不改變其它條件，只改變顯色劑的用量，測定吸光度，結(jié)果見圖6.圖6結(jié)果表明雙硫腙－乙醇溶液的用量在0.2～0.8mL之間吸光度基本不變，為使顯色反應(yīng)完全，選擇雙硫腙－乙醇溶液用量為0.3mL.

圖6 顯色劑加入量對(duì)吸光度的影響Fig.6 Effect of visualization reagent dosage on the absorbance

2.7 測量的線性范圍

通過對(duì)鋅標(biāo)準(zhǔn)系列工作液吸光度的測定，結(jié)果見圖7.圖7結(jié)果表明鋅含量在0.2～1.2μg·mL－1范圍內(nèi)服從比爾定律，吸光度（A）與鋅濃度（c）的線性回歸方程為A＝0.435 9c（μg·mL－1）＋0.014 8，表觀摩爾吸光系數(shù)為5.89 4×104L·mol－1·cm－1，相關(guān)系數(shù)r＝0.997 3.

圖7 鋅溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.7 The standard curve of zinc solution

2.8 樣品的測定及回收實(shí)驗(yàn)

頭發(fā)試樣按1.2.4方法測定吸光度，平行測定6次，取平均值，同時(shí)做回收實(shí)驗(yàn).結(jié)果見表1.由表1可知，該方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差2.4%，加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果為98.76%～102.2%，符合分光光度法的要求，說明該法可行.

表1 發(fā)樣中鋅含量的測定結(jié)果及加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)Table 1 Determination of zinc in hair sample and the recovery experiment ／n＝6

3 結(jié) 語

a.用AAS法測定頭發(fā)中鋅的含量需要使用價(jià)格昂貴的儀器，限制了方法的使用范圍；雙硫腙－有機(jī)溶劑萃取分光光度法，由于萃取過程使用有毒的有機(jī)試劑，且分離、富集操作復(fù)雜，使該法測定繁瑣、費(fèi)時(shí).利用非離子表面活性劑濁點(diǎn)萃取技術(shù)聯(lián)合分光光度法進(jìn)行頭發(fā)中鋅含量的測定可以有效解決上述方法遇到的問題.

b.非離子表面活性劑濁點(diǎn)萃取分光光度法實(shí)驗(yàn)條件為：pH值為4.5、少量鹽析電解質(zhì)硫酸銨存在、室溫條件下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114濁點(diǎn)萃取雙硫腙－鋅疏水紅色配合物，在波長為527nm處，用0.5cm比色皿于721分光光度計(jì)上測吸光度.

c.用曲拉通X－114表面活性劑濁點(diǎn)萃取分光光度法測定頭發(fā)中微量鋅，具有環(huán)境友好、靈敏度高、操作簡單、快速等特點(diǎn)，測定結(jié)果令人滿意.

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