固相光度法測定紫菜中的痕量鈷

鈷是人體健康必不可少的微量元素之一，鈷對鐵的代謝、血紅蛋白的合成、紅細胞的發(fā)育成熟等均有重要的生理功能。食品是人體從體外攝取鈷的主要來源，因此測定食品中的鈷含量具有重要意義。常見測定鈷的方法主要有分光光度法[1,2]、原子吸收光譜法[3]、電化學(xué)分析法[4]等。固相光度法(Solid phase spectrophotometry)是一種新型光度分析方法，該法集顯色、分離、富集、測定于一體，具有方法簡便、選擇性好、靈敏度高等優(yōu)點[5]，已應(yīng)用于痕量錳[6]、鈀[7]、錫[8]的測定。

作者研究了在pH值5.8的HAc-NaAc緩沖溶液中,以水楊醛縮硫代氨基脲(HBDHT)為顯色劑的固相光度法測定食品中痕量鈷的新方法，其靈敏度和檢出限均比液相光度法提高1～2個數(shù)量級，成功地應(yīng)用于紫菜中痕量鈷的直接測定。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

1.000 g·L-1的Co2+標準儲備溶液；1 g·L-1水楊醛縮硫代氨基脲的乙醇溶液；pH值5.8的HAc-NaAc緩沖溶液；732型陽離子交換樹脂(200目)，轉(zhuǎn)型為氫型；所用試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。

721型分光光度計,上海精密科學(xué)儀器有限公司；UV-265型紫外分光光度計,日本島津；PHS-3C型數(shù)字式酸度計,江蘇江電分析儀器有限公司；快速振蕩器,常州國華電器有限公司；Q-1型1 mm比色皿,北京君睿。

1.2 方法

在50 mL容量瓶中移取1～50 μg鈷標準溶液，依次加入2.0 mL HBDHT溶液、2.0 mL HAc-NaAc緩沖溶液，稀釋至刻度，靜置20 min后轉(zhuǎn)移至100 mL燒杯中，加入732型陽離子交換樹脂0.10 g，振蕩20 min后，將樹脂轉(zhuǎn)入1 mm比色皿中靜置10 min，以試劑空白樹脂為參比，于533 nm處測其吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜

按實驗方法進行測量，配合物(Co2+的濃度為0.8 mg·L-1)在樹脂相上的吸收光譜如圖1所示。

圖1 固相吸收光譜圖

由圖1可知，固相的最大吸收波長位于533 nm處。

2.2 pH值的影響(圖2)

圖2 pH值對固相吸光度的影響

由圖2可知，吸光度在pH=5～8范圍內(nèi)最大且較穩(wěn)定，故選擇加入2.0 mL pH值5.8的HAc-NaAc緩沖溶液來調(diào)節(jié)溶液的pH值。

2.3 顯色劑用量的影響(圖3)

圖3 顯色劑用量對固相吸光度的影響

由圖3可知，1 g·L-1HBDHT用量在0～1.5 mL時吸光度隨顯色劑用量的增大而增大，用量大于1.5 mL后吸光度值趨于穩(wěn)定。故選擇HBDHT溶液加入量為2.0 mL。

2.4 樹脂用量的影響

樹脂用量對吸光度值影響很大，加入樹脂越少則單位樹脂上富集有色絡(luò)合物越多，測得吸光度值越大。為保證填滿1 mm比色皿所需的樹脂用量，本實驗選擇加入0.10 g樹脂。

2.5 取樣體積的影響

對同一試液，在吸附完全的前提下，增加溶液取樣體積有利于靈敏度的提高。本實驗選擇50 mL溶液作為試樣。

2.6 顯色時間、振蕩吸附時間的影響

按實驗方法，鈷和 HBDHT顯色15 min即可顯色完全。故選擇顯色時間為20 min。

對于50 mL溶液，加入0.10 g樹脂，15 min即可交換完全(圖4)。本實驗選擇振蕩吸附時間20 min；有色絡(luò)合物在樹脂相上至少可穩(wěn)定存在5 h。

圖4 溶液振蕩時間對固相吸光度的影響

2.7 工作曲線

按實驗方法測量不同濃度鈷樣，繪制標準曲線。鈷離子的濃度在0～1.0 mg·L-1范圍內(nèi)符合比爾定律。線性回歸方程為A=0.1754+0.4189c(c為Co2+濃度，mg·L-1)，相關(guān)系數(shù)R=0.9982，表觀摩爾吸光系數(shù)ε=2.4×105L·mol-1·cm-1，比液相光度法(ε=6.7×103L·mol-1·cm-1)提高近40倍。

2.8 共存離子的影響

實驗條件下，以相對誤差≤±5%為不影響極限，下列干擾離子對于20 μg Co2+的最大允許量(倍數(shù))為：Na+、K+(1000)，Ca2+、Mg2+、Al3+(500)，Zn2+、Cu2+、Ni2+(100)，Mn2+、Pb2+、Fe2+、Fe3+(50)。測定樣品時無需加入掩蔽劑來消除共存離子的干擾。

2.9 紫菜樣品中痕量鈷的測定

取10 g紫菜經(jīng)過低溫炭化后，在600℃馬弗爐中灼燒2 h，用適量濃鹽酸溶解殘渣，加水定容至50 mL，按實驗方法進行測定，結(jié)果見表1。

表1 紫菜樣品中鈷的測定結(jié)果/μg·L-1

3 結(jié)論

建立了以水楊醛縮硫代氨基脲(HBDHT)為顯色劑的固相光度法測定食品中痕量鈷的新方法。在pH=5.8條件下直接于最大吸收波長533 nm處測定固相的吸光度，鈷濃度在0～1.0 mg·L-1范圍內(nèi)符合比爾定律。方法具有靈敏度高、選擇性好、操作簡便、易于推廣等優(yōu)點。通過對紫菜中鈷含量的測定表明，方法可應(yīng)用于食品中痕量鈷的測定，結(jié)果令人滿意。

參考文獻：

[1] 宋學(xué)省．動力學(xué)光度法測定糖中的痕量鈷[J]．化學(xué)工程師，2005，(8):30-31.

[2] 章月瑩．高選擇性吸光光度法測定茶葉中鈷[J]．理化檢驗-化學(xué)分冊，2005，41(5)：327-328.

[3] 向國強，溫圣平，江秀明，等．濁點萃取-火焰原子吸收光譜法測定樣品中的痕量鈷[J]．化學(xué)研究，2008，20(4)：83-86.

[4] 王瑞琪，徐剛．微波消解鈷—丁二酮肟—亞硝酸鈉極譜波測定豬肝中痕量鈷[J]．食品與機械，2008，24(1)：115-117.

[5] 倪剛，熊楚明，徐海東．固相分光光度法研究新進展[J]．光譜學(xué)與光譜分析，2002,22(2):301-303.

[6] 萬益群，劉江磷，陳衛(wèi)玲．新型固相分光光度法測定茶葉中痕量錳的研究[J]．分析科學(xué)學(xué)報，2000,16(5):394-396.

[7] Bilba D,Paduraru C,Tofan L.Determination of trace amounts of pa-lladium(Ⅱ) by solid-phase spectrophotometry[J]．Microchim Acta，2004，144(1/3)：97-101.

[8] 倪剛，袁莉，高錦章．固相分光光度法測定食品中痕量錫[J]．光譜學(xué)與光譜分析，2002,22(1):118-119.