吖啶黃阻抑動力學(xué)熒光光度法測定痕量鈷（II）

劉　斌，?！∞?，杜燕萍，米文志（西安工程大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，陜西 西安 710048）

吖啶黃阻抑動力學(xué)熒光光度法測定痕量鈷（II）

劉斌，常薇，杜燕萍，米文志
（西安工程大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，陜西 西安 710048）

在H2SO4介質(zhì)中，KBrO3能氧化吖啶黃使其熒光猝滅，而鈷（II）能明顯地阻抑這一反應(yīng)，其阻抑程度與鈷（II）的濃度有關(guān)，據(jù)此建立了阻抑動力學(xué)熒光光度法測定痕量鈷（II）的新方法?？疾炝烁鞣N試驗(yàn)條件對靈敏度的影響，優(yōu)化了最佳試驗(yàn)條件：H2SO41.9mL，KBrO31.5mL，吖啶黃2.0mL，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時間7min。此方法的線性范圍為5.6～20μg·L-1，檢出限為1.1×10-8g·L-1。對面粉和茶葉中鈷的測定，結(jié)果令人滿意。

阻抑動力學(xué)熒光法；鈷；吖啶黃

鈷是一種人體健康必不可少的微量元素，具有非常重要的生理作用，人體長期缺鈷或體內(nèi)鈷的貯存過多都將直接影響身體健康。近年來，痕量鈷的測定方法進(jìn)展很快，包括分光光度法[1]，催化光度法[2]、催化熒光法[3]、等離子體原子發(fā)射光譜法[4]、原子吸收光譜法[5]，高效液相色譜法[6]、共振散射法[7]、電化學(xué)法[8]等，動力學(xué)熒光光度法操作簡便，靈敏度高，檢出限低，且能達(dá)到樣品中要求的微量元素靈敏度，是測定鈷的一種重要的分析方法。本文在酸性條件下，基于鈷（II）對溴酸鉀氧化吖啶黃的強(qiáng)阻抑作用，建立了測定痕量鈷（II）的阻抑動力學(xué)熒光分析新方法。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器及試劑

RF-5301PC熒光光度計(jì)（日本島律公司）；AL-204型電子分析天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）；科偉電熱恒溫水箱（北京科偉永興儀器有限公司）。

10μg·mL-1鈷（II）標(biāo)準(zhǔn)儲備液，使用時用水稀釋至0.1μg·mL-1作為工作液；5×10-6mol·L-1吖啶黃溶液；H2SO40.2mol·L-1；5×10-2mol·L-1KBrO3。所有試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2試驗(yàn)方法

取兩支25mL具塞比色管，分別加入2.0mL吖啶黃溶液，1.9mL硫酸溶液，1.5mL溴酸鉀溶液，其中一支加入一定量鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液，另一支不加，用超純水稀釋至刻度，搖勻。同時置于50℃水浴中加熱7min，迅速取出，流水冷卻至室溫。然后在λex/λem=260/522下測定阻抑和非阻抑體系熒光強(qiáng)度F和F0，并計(jì)算熒光值ΔF（ΔF=F-F0）。

2　結(jié)果與討論

2.1熒光光譜

1.吖啶黃+硫酸2.吖啶黃+硫酸+溴酸鉀3.吖啶黃+硫酸+溴酸鉀+鈷（II）4.吖啶黃+硫酸+鈷（II）圖1　熒光光譜Fig.1　Fluorescence spectra

由圖1可以看出，在H2SO4介質(zhì)中，在最大波長522nm處吖啶黃有強(qiáng)熒光，加入KBrO3后熒光強(qiáng)度迅速減弱，說明吖啶黃被溴酸鉀氧化后熒光強(qiáng)度減弱，但當(dāng)體系中存在痕量鈷（II）時，熒光強(qiáng)度再度顯著增強(qiáng),且只加入Co2+對吖啶黃熒光強(qiáng)度沒有影響。這表明鈷（II）對反應(yīng)體系具有顯著阻抑作用。

2.2反應(yīng)介質(zhì)的選擇

分別考察了不同濃度的HCl、H2SO4和不同pH值的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液對反應(yīng)體系的影響，結(jié)果表明，在0.2mol·L-1H2SO4介質(zhì)中，ΔF最大且較穩(wěn)定，有較高的靈敏度，而在其他反應(yīng)介質(zhì)中靈敏度較低，故0.2mol·L-1H2SO4溶液作為反應(yīng)介質(zhì)。考察了硫酸用量對ΔF值的影響，發(fā)現(xiàn)硫酸用量為1.9mL時ΔF值最大，而且比較穩(wěn)定。故選擇硫酸的用量為1.9mL。

2.3KBrO3用量的影響

固定其他條件不變，考察了KBrO3用量對測定的影響。試驗(yàn)表明，當(dāng)溴酸鉀用量在1.3～1.7mL時，ΔF隨著溴酸鉀的量的增大先增大后減小，當(dāng)溴酸鉀的用量為1.5mL時，ΔF達(dá)到最大。故本反應(yīng)體系選擇溴酸鉀溶液的最佳用量為1.5mL。

2.4吖啶黃用量的影響

在上述選定的實(shí)驗(yàn)條件下，固定其他實(shí)驗(yàn)條件不變，考察了吖啶黃用量對ΔF值的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，吖啶黃用量在1.8～2.2mL時，ΔF值先增大后降低，在2.0mL時達(dá)到最大，而且比較穩(wěn)定，故本反應(yīng)

體系選擇吖啶黃溶液的用量為2.0mL。

2.5反應(yīng)溫度

在上述選定的實(shí)驗(yàn)條件下，通過改變反應(yīng)溫度，考察了其對ΔF值的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在30～60℃之間時，隨著反應(yīng)溫度的升高，ΔF隨著溫度的量的增大先增大后減小，溫度達(dá)50℃時，ΔF達(dá)到最大，本試驗(yàn)選用溫度條件為50℃。

2.6反應(yīng)時間

在50℃水浴中，固定其他實(shí)驗(yàn)條件不變，測定了不同加熱時間下的ΔF值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱時間在3～9min時，ΔF值先增大后降低，在7min時達(dá)到最大，而且比較穩(wěn)定，故本反應(yīng)體系選擇最佳反應(yīng)時間為7min。

2.7工作曲線，線性范圍、檢出限在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，分別移取不同濃度鈷（II）標(biāo)準(zhǔn)溶液于25mL具塞比色管中，按照測試方法測定阻抑體系和非阻抑體系的熒光強(qiáng)度，計(jì)算ΔF值。以ΔF值對鈷濃度作圖，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明，鈷（II）的質(zhì)量濃度在5.6～20μg·mL-1范圍內(nèi)與ΔF呈良好的線性關(guān)系,回歸方程ΔA=2.5618 CCo2+（μg·L-1）-9.7891，相關(guān)系數(shù)r=0.9988。按實(shí)驗(yàn)方法，對濃度為8.0×10-6g·L-1的Co2+標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行11次平行測定，得標(biāo)準(zhǔn)偏差S=9.2×10-3，根據(jù)工作曲線斜率，用3倍法求得該方法的檢出限為1.1×10-8g·L-1。

2.8干擾試驗(yàn)

按試驗(yàn)方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對8.0μg·L-1鈷（II）進(jìn)行干擾試驗(yàn)，結(jié)果表明，相對誤差控制在± 5%以內(nèi)，共存離子允許量為（倍數(shù)）：Na+、K+、NH+4、NO-3、SO24-（1000），Ca2+、Mg2+（300），Zn2+、Ni2+、Mn2+（200），Cr3+、Sn2+、Pb2+（50），Ce4+、Cu2+（30）不干擾測定。

2.9樣品分析

分別準(zhǔn)確稱取面粉及烘干粉末狀的茶葉各0.5g于50mL燒杯中，加入10mL濃HNO3于電熱板上消化至溶液后，再加2mL H2O2溶液蒸干，冷卻，用少量0.1mol·L-1HCl溶液浸取，轉(zhuǎn)入50mL容量瓶中定容。取處理后的試液2.0mL，按照1.3所示的試驗(yàn)方法測定樣品中鈷的含量，同時進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。測定結(jié)果和加標(biāo)回收率見表1。

表1　樣品中鈷的測定結(jié)果（n=6）Tab.1　Determination results of acriflavin in samples

3　結(jié)論

在H2SO4介質(zhì)中，KBrO3能氧化吖啶黃使其熒光猝滅，而鈷（II）能明顯地阻抑這一反應(yīng)，其阻抑程度與鈷（II）的濃度有關(guān)，據(jù)此建立了阻抑動力學(xué)熒光光度法測定痕量鈷（II）的新方法。線性范圍為5.6～20μg·mL-1，檢出限為1.1×10-8g·L-1。對茶葉和面粉中鈷的測定，結(jié)果令人滿意。

［1］殷文靜，王平艷，賈愚，等.分光光度法測定廢鈷鉬催化劑中的鈷含量［J］.理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊），2014，50（8）：964-966.

［2］謝建鷹，雷明建，張永華.高碘酸鉀氧化酚藏花紅催化光度法測定痕量鈷（II）［J］.分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，28（1）：104-106.

［3］周福林，宋少飛，弓巧娟，等.催化動力學(xué)熒光法測定茶葉中的痕量鈷［J］.分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，27（3）：383-385.

［4］鄒智敏，郭宏杰，馬洪波，等.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定高鉻鎳基合金中微量鈷［J］.冶金分析，2014，34（7）：74-77.

［5］畢雪艷.火焰原子吸收法測定維生素B12片中鈷的含量［J］.藥物分析雜志，2012，32（5）：904-905.

［6］高小茵,黃齊林,白紅梅，等.微柱高效液相色譜法測定環(huán)境樣品中鈷鎳銅鋅釩［J］.冶金分析，2006，26（1）：6-9.

［7］鄒容，何家洪，李國強(qiáng).以茜素紅為探針共振瑞利散射及共振非線性散射法測定鈷（II）［J］.冶金分析，2015，35（8）：22-28.

［8］李源，任鳳蓮，周恩榮，等.陽極溶出伏安法同時測定鋅電解液中鎘銅鈷［J］.冶金分析，2011，31（10）：14-17.

Inhibitory kinetic fluorimetric determination of trace cobalt（II）with acriflavin*

LIU Bin，CHANG Wei，DU Yan-ping，MI Wen-zhi（School of Environmental and Chemical Engineering，Xi′an Polytechnic University，Xi′an 710048，China）

The fluorescence of acriflavin would be quenched after oxidized by potassium bromate in sulfuric acid medium.This reaction could be inhibited greatly by cobalt（II）and the inhibition degree is correlated with concentration of cobalt（II）.A new method of determination of cobalt（II）by inhibitory kinetic fluorimetric spectrophotometry was established according to the above principle.Effects of testing conditions on sensitivity were discussed and optimum conditions were determined as follows：sulfuric acid 1.9 mL，potassium bromate 1.5mL，acriflavin 2.0mL，reacting at 50℃for 7min.The linear range of this method was 5.6～20μg·L-1and the detection limit was 1.1×10-8g·L-1.This method can be used for the determination of cobalt（II）in flour and tea with satisfactory results.

Inhibitory kinetic fluorimetric spectrophotometry；cobalt（II）；acriflavin

O657.3

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20160830

2016-04-05

陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目（14JK1315）；西安工程大學(xué)博士基金（BS1334）

劉斌（1979-），男，博士，講師，主要從事納米材料與分子光譜分析的研究工作。