唾液中硫氰酸根離子的測定與研究

榮 麗1，呂 明

(1. 西華大學物理與化學學院，四川 成都 610039；2. 東港市疾病預防控制中心， 遼寧 東港 118300)

與氰酸根 (CN-)一樣，硫氰酸根 (SCN-)是一種典型的類鹵素離子，具有鹵素的性質(zhì)和很強的配合性，硫氰酸根的毒性雖然沒有氰酸根強，卻能在甲狀腺的鈉碘同向轉(zhuǎn)運體(sodium/iodide symporter)中通過配位競爭阻止碘的吸收，從而提高甲狀腺重量，降低甲狀腺碘，導致甲狀腺腫[1-2]。硫氰酸根離子具有累積性，人體中的硫氰根含量偏高，不僅影響到蛋白質(zhì)的透析，還將導致人頭昏以致昏迷，許多地方性甲狀腺腫的發(fā)生與當?shù)亓蚯杷岣拇罅看嬖谟嘘P，而且高濃度的硫氰根能夠危及生命[3]。

近年來，隨著工作壓力的增加，全球吸煙者的數(shù)量有增無減。由于酶的催化作用，煙霧中的氰化物會轉(zhuǎn)化成硫氰酸根離子，吸煙者體液中的硫氰酸根離子濃度將會高于不吸煙者；因此人體內(nèi)硫氰酸根離子的含量是區(qū)別吸煙者和不吸煙者的一個標志。研究表明，在人的體液中，唾液對血液中硫氰酸鹽有較強的濃縮功能，唾液中硫氰酸根離子的濃度是血清中硫氰酸根離子濃度的十幾倍乃至幾十倍[4]；因此，檢測唾液中硫氰酸鹽含量能準確地區(qū)分吸煙者和不吸煙者。

近年來，出現(xiàn)了許多不同的測量微量硫氰酸根離子的分析方法，包括色譜法[5-6]、電分析法[7]、分光光度法[8]、電位滴定法[9]和動力學光度法[10]等。大量的實驗證明利用紫外-分光光度法進行分析檢測具有靈敏度高、精密度好、操作簡單和應用范圍廣等優(yōu)點，因此本實驗擬以紫外-分光光度法為基礎，摸索出一種操作簡便、準確度高且成本低廉的方法來測定唾液中硫氰酸根離子的含量。通過本實驗可以比較出吸煙者和不吸煙者唾液中硫氰酸根離子含量的高低，從而讓更多吸煙者意識到吸煙的危害。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

T6新世紀紫外-可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司;優(yōu)普UPK-1-20T純水機，成都超純科技有限公司;BT224S電子天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司。

1.2 試劑

本實驗所用試劑均為分析純。

1)硫酸鐵銨溶液(24 g·L-1)：稱取硫酸鐵銨2.4 g，用純水溶解并定容至100 mL。

2)硫氰酸根標準儲備液(10 g·L-1)：將硫氰酸鈉標準品于80 ℃烘箱干燥2 h后，準確稱取1.396 6 g置于100 mL容量瓶中，定容，混勻。

3)硫氰酸根使用液(100 mg·L-1)：吸取10 mL硫氰酸根標準儲備液置于100 mL容量瓶中，用純水稀釋并定容。

4)1 mol·L-1硫酸：將質(zhì)量分數(shù)為98.3%的硫酸稀釋10倍。

1.3 實驗原理

在酸性條件下，三價鐵離子與硫氰酸根離子反應生成可溶于水不離解的硫氰酸鐵絡合物([Fe(SCN)]2+、 [Fe(SCN)2]+、 Fe(SCN)3、 [Fe(SCN)4]-、 [Fe(SCN)5]2-、 [Fe(SCN)6]3-)，所生成的產(chǎn)物與二者的用量比有著直接的關系，為了能更準確地測定硫氰酸根離子，本實驗將添加過量的三價鐵離子，使待測硫氰酸根離子全部轉(zhuǎn)換為Fe(SCN)2+。

1.4 樣品采集和樣品前處理

選擇吸煙者和不吸煙者各2人，從08：00開始每3 h取一次唾液，總共5次。所收集的樣品于2 h內(nèi)測定完畢。

將收集的唾液樣品取2 mL置于25 mL的容量瓶中，加入24 g·L-1的的硫酸鐵銨溶液1.0 mL和1 mol·L-1硫酸溶液2.0 mL，用純水定容、搖勻，放置5 min后測定其吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳實驗條件

2.1.1 反應酸度的影響

分別量取100 mg·L-1硫氰酸根使用液2.0 mL，以及24 g·L-1的的硫酸鐵銨溶液1.0 mL置于5只25 mL 的容量瓶中，然后加入1 mol·L-1硫酸溶液0、2、4、6、8 mL，混合均勻并用純水定容，待測。配制相對應的空白溶液作為參比溶液，在300～600 nm區(qū)域內(nèi)進行波譜掃描，掃描結(jié)果顯示最大吸收峰均出現(xiàn)在479～482 nm之間，不同硫酸用量所對應的硫氰酸鐵的吸光度不同，實驗結(jié)果如表1所示?？梢钥闯?，硫酸用量在2 mL時，其吸光度值最大，故選擇硫酸用量為2 mL。

表1 吸光度與酸度的關系

圖 1 硫氰酸鐵的光譜掃描圖

硫酸用量為2 mL時，硫氰酸鐵的掃描結(jié)果如圖1所示。從圖1可知，在480 nm處有一最大吸收峰，因此確定480 nm為硫氰酸鐵的測定波長。

2.1.2 反應時間的影響

實驗對硫氰酸根離子與三價鐵離子的反應時間對硫氰酸鐵吸光度的影響進行了討論。實驗結(jié)果表明：在5 min以內(nèi)，硫氰酸鐵的吸光度與反應時間成線性關系，5 min以后吸光度基本保持不變，因此本實驗選定反應時間為5 min。

2.1.3 反應溫度的影響

分別量取100 mg·L-1硫氰酸根使用液2.0 mL，以及24 g·L-1的的硫酸鐵銨溶液1.0 mL置于5只25 mL 的容量瓶中，加入1 mol·L-1硫酸溶液2 mL，混合均勻并用純水定容。將5瓶溶液分別在室溫、水浴40、60、80、100 ℃下反應5 min后，在480 nm處測定各溶液的吸光度，實驗結(jié)果如表2所示?？梢钥闯?，硫氰酸鐵的吸光度在不同的反應溫度下沒有太大的變化；因此在接下來的實驗中，選擇室溫作為硫氰酸根離子與鐵離子的反應溫度。

表2 吸光度與反應溫度的關系

2.2 重現(xiàn)性驗證

在2.1中得到的最佳實驗條件下，對4個不同質(zhì)量濃度的硫氰酸鐵溶液的吸光度進行測定，并對實驗方法的相對標準偏差(relative standard deviation，RSD，n=6)進行計算，計算結(jié)果見表3。

由表3可知， RSD<0.89%，表明本實驗的精密度、重現(xiàn)性很好，利用本實驗方法測得的硫氰酸根離子的含量值得信賴。

表3 精密度(RSD, n=6)

2.3 標準曲線的制備

在2.1中得到的最佳實驗條件下，配制硫氰酸根離子質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0、20.0、30.0 mg·L-1的硫氰酸鐵溶液，并在480 nm處測定吸光度，以硫氰酸根離子質(zhì)量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線圖(圖2)。

從圖2可以看出，在0.5～30.0 mg·L-1的范圍內(nèi)，硫氰酸根離子質(zhì)量濃度與吸光度的線性關系良好，回歸方程為y=0.044 9x- 0.012 9，R2=0.999 3。

圖 2 硫氰酸根離子標準曲線圖

2.4 樣品分析

將1.4收集并處理好的唾液樣品在480 nm處，以樣品空白為參比測定吸光度。根據(jù)標準曲線計算出唾液中硫氰酸根離子的含量，列于表4。

實驗結(jié)果表明，吸煙者唾液中硫氰酸根離子的含量是不吸煙者唾液中硫氰酸根離子含量的3～4倍。實驗結(jié)果中吸煙者08:00和20:00的唾液中硫氰酸根離子的含量偏高，這可能是由于睡眠時唾液的沉積造成硫氰酸根離子含量的增加，以及一整天的吸煙增加了唾液中硫氰酸根離子的含量 。

不吸煙者2的唾液中硫氰酸根離子的質(zhì)量濃度用溴化己二甲銨(Hexadimethrine bromide)修飾柱進行測定[11]，測定結(jié)果為29.3 mg·L-1，與本實驗方法的測定值相近，說明本實驗方法測得的數(shù)據(jù)有一定的準確性。

2.5 回收率驗證

對20：00采集的唾液樣品加標進行回收率的測定，測得回收率為90.9%～110.8%，實驗結(jié)果見表4。

表4 樣品中硫氰酸根離子的含量和回收率的測定

注：表4中硫酸根離子的含量為：實際測定值×12.5(唾液樣品被稀釋的倍數(shù))。

3 結(jié) 論

本實驗采用紫外-分光光度法對唾液中的硫氰酸根離子進行定量分析，實驗時間短，檢測結(jié)果準確，可在常溫下進行，方法簡便實用。

在硫酸介質(zhì)中，硫氰酸根離子和鐵離子能反應生成溶于水不離解的硫氰酸鐵。利用對硫氰酸鐵進行吸光度的測定，能夠快速地測定出唾液中硫氰酸根離子的質(zhì)量濃度。實驗結(jié)果表明，吸煙者唾液中硫氰酸根離子的質(zhì)量濃度是不吸煙者的3～4倍。此結(jié)果進一步證明吸煙會增加唾液中的硫氰酸鈉的質(zhì)量濃度，這將會影響體內(nèi)蛋白質(zhì)的通透性從而影響到身體健康。

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