版权信息
省级大型综合性科技类期刊
主管部门:自治区科技厅
主办单位:自治区科学技术信息研究院 
协办单位:自治区科学技术情报学会
编辑出版:科技期刊编译室
刊社地址:呼和浩特新城西街149号本刊杂志社
邮政编码:100010
电      话:0471-2536371

E-mail  :

nmgkjzz@vip.163.com 

网站地址:www.nmgkjzz.com


往期杂志
当前位置: 首页>往期杂志>详细介绍

双指示剂催化光度法同时测定大豆中铁铜元素

时间:2016-03-03来源: 作者: 点击: 223次


 刘嘉坤 刘超  王媛  陈俊荣*

(沧州医学高等专科学校,河北 沧州061001

摘要 在酸性介质中,铁离子和铜离子同时催化次甲基蓝和甲基红双指示剂氧化褪色,在450nm650nm处有最大吸光值。在最佳的实验条件下,应用双波长光度法同时检测大豆中微量铁 ()和铜(Ⅱ)元素含量,测定结果与传统的原子吸收光谱法吻合度较高,为检测样品中微量元素提供了一种快速简便的测定方法。

关键词  双波长分光光度法;铁;铜;大豆

中图分类号:R917.7     文献标志码:A     文章编号:

 

Determining iron and copper in soybean by spectrophotometric

Liu Jiakun  Liuchao  Chen Junrong

   (Cangzhou Medical colledge, Cangzhou Hebei 061001)

Abstract: This paper use double-wavelength spectrophotometric method to determine content of iron and copper in soybean. The iron ion and copper ion can catalyze fading reaction of Methylene blue and Methyl red at the same time in acidic environment, the maxmal absorbances apperaed at 450nm and 650nm. The results of double-wavelength spectrophotometric were similar to those of atomic absorption spectrometry, the new method was more simple and faster.

Key words: double-wavelength spectrophotometryironcoppersoybean


随着现代医学的发展,人们对健康的认识日趋深入,微量元素越来越引起重视[1],大豆在中国的产量比较大,是重要的经济作物,而且富含蛋白质和油脂,其中大豆异黄酮的生物活性已经广为人知,同时大豆也是人体所需微量元素的重要来源[2],如大豆中含有的锌、铁、铜等微量元素参与多种酶的合成,人体不可缺少[3]。现在测定大豆中金属元素有多种方法[4],但是多为原子吸收光谱测得[5],所用仪器昂贵,不便于推广使用。本文采用双波长双指示剂分光光度法测定了大豆中的铁、铜含量[6],优化了实验条件,并与原子吸收光谱测定数据进行了对比[7]

1 仪器与试剂

1.1 仪器 722型分光光度计;数显恒温水浴锅。

1.2 试剂 铁(Ⅲ)标准贮备液1mg/ml,铜(Ⅱ)标准贮备液1mg/ml;将此储备液稀释如下:铁(Ⅲ)标准工作溶液0.100μg/ml,铜(Ⅱ)标准工作液0.100μg/ml;另外配制0.02%次甲基蓝溶液;0.05%甲基红溶液;1.0%H2O2溶液;KHC8H4O4-NaOH缓冲溶液;以上试剂为分析纯级别,水为蒸馏水。

2 实验方法与条件优化

2.1 实验步骤

取两支25ml比色管,一支作为空白,另一支加入0.200ml铁标准溶液;分别依次加入5.0ml KHC8H4O4-NaOH缓冲溶液、1.0ml次甲基蓝溶液、H2O2溶液和甲基红溶液,将蒸馏水加至其中,稀释至刻度线,分别摇匀,放置于沸水浴中加热,反应10min后,冷却5~10min。将冷却后的反应液加至1cm比色皿中,以水为参比,用722型分光光度测定其吸光度。在另一组实验中以同等量的铜标准溶液重复。

2.2 测定波长的选择

350700nm范围内间隔10nm测定吸收值,发现在波长450nm650nm处, 出现两个吸收峰值。其中A450oA650o表示非催化体系的吸光度,ACu450ACu650AFe450AFe650表示催化体系的吸光度,然后计算ΔACu450A450o- ACu450ΔAFe450A450o- AFe450ΔA450ΔACu450+ ΔAFe450,同理,ΔA650ΔACu650+ ΔAFe650

2.3 反应介质与酸度

选择如下几种试剂作为介质来观察测定影响:HClH3PO4Na2SO4HAc-NaAcKHC8H4O4-NaOH。结果表明,pH=5KHC8H4O4-NaOH缓冲介质中,灵敏度高,稳定性好。而且用量在5.0ml时,ΔA450ΔA650均最大。故选用pH=55.0mlKHC8H4O4-NaOH缓冲溶液为介质。

2.4 试剂用量

分别对H2O2溶液、次甲基蓝以及甲基红溶液的用量进行测定、选择,从实验结果来看,最佳的用量是1.0%H2O20.02%次甲基蓝和0.05%甲基红均为1ml

2.5 反应温度与时间

    最佳的反应温度的测定:在20℃~100℃进行试验。可以看出,在40℃以下,几乎没有反应,超过40℃,催化反应速度随着温度的升高逐渐加快。所以本实验采用100℃水浴进行试验。

最佳反应时间的测定:在6~14min之间,ΔA450+ΔA650变化很平稳,超过10minΔA450+ΔA650明显下降。故本法选用反应时间为10min

3 实验结果

3.1 吸收曲线

在最佳反应条件下测定的吸收光谱如图1所示,吸收曲线出现两个最大吸收波长为450nm650nm的吸收峰,其中甲基红的最大吸收波长在450nm处,次甲基蓝的最大吸收波长在650nm处。

Fig.1 absorption spectrum

1:非催化体系 2:铁催化体系 3:铜催化体系  4:共同催化体系

3.2线性方程

铁和铜在某个范围内,与催化反应速度成线性关系,扫描吸光谱图,可以根据其浓度与吸光度的变化得出线性方程。再根据ΔA450ΔACu450+ ΔAFe450以及ΔA650ΔACu650+ ΔAFe650,则分别代入线性方程,得出以下方程组:

ΔA650=ΔACu650+ΔAFe650 =0.0173 CCu)(μg/ ml+0.0394CFe)(μg/ ml+0.0036  

ΔA450ΔACu450+ ΔAFe450 =0.0401CCu)(μg/ ml+0.00348 CFe)(μg/ml-0.0021

通过上述方程组求解即得铜(Ⅱ)和铁(Ⅲ)的含量。

3.3 共存离子的影响

25ml溶液中含0.20μg铁(Ⅲ)和0.25μg铜(Ⅱ)的测定,控制其相对误差在±5%以内,离子的倍数如下:Na+K+≥2000,未做最高限);Cd2+Mg2+ Cl- CO32-NO3-SO42-PO43-;(≥1000,未做最高限);Al3+Br-I-Ba2+500);Cd2+Bi2+(400);Zr4+300);Ag+Zn2+200);Mn2+(100)Cr3+(Ⅱ)。

本方法对常见离子允许量较高,可见选择性较高。注意:需采用适宜的掩蔽或分离方法来消除样品中共存离子超过允许量的干扰。

4 样品分析

4.1 样品测定

将大豆用蒸馏水洗净,60℃烘干至恒重后粉碎,称取0.5g样品置于瓷坩埚中,在电热板上低温碳化至无烟,再移入550℃的马弗炉中灰化完全[3]。等待稍冷后,滴加2ml 50%HNO3溶液置于电炉上微沸溶解,再移入50ml容量瓶中加水定容、摇匀,同时制作空白,平行测定6次,同时做回收率实验。测定结果见表1

1 样品中铁(Ⅲ)和铜(Ⅱ)的分析结果(n=6)

Table 1 Determination results of iron and copper in samples

样品

测定值ρ

平均值ω

RSD

加入量m

回收率

μg /g

μg /g

%

μg

%

Fe

Cu

Fe

Cu

Fe

Cu

Fe

Cu

Fe

Cu

大豆

138

134

13.2

13.7

135.8

14.2

1.9

3.6

0.10

0.10

97.2

96.5

137

135

14.5

14.2

 

 

 

 

 

 

 

 

136

135

14.8

14.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 对照实验

我们采用原子吸收光谱法对我们的样品进行测定,从而进行对比。比较数值为铁铜的含量(μg/g)、回收率以及相对标准偏差(RSD),见表2,两种分析方法的测定结果吻合度较高。

2 两种测定结果的比较 (n=6)

Table 2 Comparison of measuring results by the two methods

检测方法

铜含量ρ1

平均回收率

RSD

铁含量ρ2

平均回收率

RSD

μg /g

%

%

μg /g

%

%

催化光度法

14.2

96.5

3.6

135.8

97.2

1.9

原子吸收光谱法

13.9

99.3

2.1

132.7

101.0

1.2

 

5 讨论

原子吸收光谱法是传统的金属元素测定方法[8],但是原子吸收光谱仪器昂贵,操作复杂,不好加以推广应用。利用双波长双指示剂催化动力学光度法同时测定了铁铜两种元素,仪器廉价,检测方便快速;同时与常见的单波长光度法比较,双波长光度法运用两种指示剂进行检测,增加了准确性,而且利用数学方程的形式,能同时检测两种金属含量,为进一步检测样品中微()量元素提供了一种快速简便的测定方法。

参考文献

[1] YANG YUE-XIN,HAN JUN-HUASHAO XIAO-PINGet al. Effect of Micronutrient Supplementation on the Growth of Preschool Children in China[J]. Biomedical and Environmental Sciences200253):196202.

[2] 许光,杨波,李爱力,等.ICP-AES测定大豆中锰、铁、锌含量的不确定评价[J].食品研究与开发,2013916):6972.

[3]潘慧敏,塔那,裴建芸. 乳腺癌患者血液中几种微量元素含量分析[J].职业与健康,200824(6) 552553.

[4]王少玲,丘秀珍,彭翠红. 乳化剂OP增敏DDTC光度法测定大豆中微量铜() [J].韶关学院学报,2013344):3942.

[5] 李秀萍,赵荣祥,李丽华,等. 半灰化-微波消解-MPT-AES测定大豆皮中的金属含量[J].大豆科学,201130(2):314317.

[6] 朱庆仁,耿明,孙登明. 双波长双指示剂催化动力学光度法测定食品中的痕量铜[J].分析科学学报,2010262):240242.

[7] 王彩红王芳阴军英.火焰原子吸收光谱法测定大豆中的6种微量元素[J].光谱实验室,201229(5): 28852888.

[8] 张彩霞,马丹,彭晓霞. 原子吸收光谱法在中药学中的应用.甘肃科技[J].2014,3023):154156.

本刊创刊于1982年,是由自治区科技厅主管、自治区科技信息研究院主办,由自治区科技情报学会协办、国内外公开发行的省级综合性科技刊物,是反映内蒙古自治区科技与经济发展的窗口。杂志入选《中国期刊全文数据(CJFD)》全文收录期刊和《中国学术期刊综合评价数据(CAJCED)统计刊源期刊,《中国核心期刊(遴选)数据库》收录。本刊是公开发行的综合性科技期刊,为月刊,大16开本。本刊坚持以科技创新为目标,融科技、经济、信息、产业、市场为一体,是促进科技成果转化、推动科技进步、加强技术创新,促进经济发展的专业性期刊。