Zn（Ⅱ）-5-Br-PADAP-CPB體系分光光度法測定鋅

王彥兵，劉繡華，李明靜

（1.河南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，河南開封 475004；2.河南福森藥業(yè)有限公司，河南淅川 474405；3.河南省天然藥物與免疫工程重點實驗室，河南開封 475004）

鋅是人體重要的必需微量元素之一，它作為體內(nèi)百余種酶的輔助因子，對人體的健康和成長密切相關(guān)。體內(nèi)缺乏鋅時，將引起鋅酸活力減退而產(chǎn)生營養(yǎng)不良，免疫力下降，肝脾腫大及心血管疾病等[1]。所以，通過食物或藥物補(bǔ)鋅成為解決這一問題的關(guān)鍵。茶多酚具有清除自由基、抗菌消炎、抗衰老、降血糖、抗腫瘤等一系列的藥理活性[2－4]。茶多酚由于具有特殊的結(jié)構(gòu)，很容易與一些金屬離子絡(luò)合。根據(jù)中藥配位化學(xué)學(xué)說[5]，茶多酚與金屬離子配合后可能會兼具二者的生物活性，同時降低了無機(jī)鹽的毒副作用。

本課題組前期工作制備了穩(wěn)定的茶多酚鋅配合物[6]，有望開發(fā)成為生物利用度高且無毒副作用的補(bǔ)鋅產(chǎn)品并被人們接受。為了評價茶多酚鋅配合物中功能性成分鋅的含量，曾經(jīng)以鉻黑T以指示劑，用EDTA滴定法測茶多酚鋅配合物中鋅的含量，由于該法存在靈敏度低、重現(xiàn)性差、操作復(fù)雜等缺點，本實驗在文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上[7－10]研究了在陽離子表面活性劑CPB存在下鋅與5－Br－PADAP形成絡(luò)合物的條件，建立了靈敏度高，重現(xiàn)性、準(zhǔn)確度好，操作簡便安全、分析成本低的分光光度法。用該法測定茶多酚鋅配合物中鋅的含量，獲得了滿意的結(jié)果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取高純金屬鋅1.000 g（Zn含量99.999%，使用前經(jīng)稀鹽酸處理溶去表面的氧化物），用40 mL 6 mol/L HCl溶解，轉(zhuǎn)移入1 L容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，即得Zn2+1.00 g/L儲備液，使用時稀釋成20.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液；0.30%的溴化十六烷基吡啶（CPB）溶液：稱取0.30 g的CPB，用30 mL乙醇溶解，轉(zhuǎn)移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，即得0.30%的CPB溶液；0.02%5－Br－PADAP乙醇溶液；2.0%壬基酚聚氧乙烯醚（OP）溶液；2.0%吐溫－80（Tween－80）溶液；pH=5.60 的 NaAc－HAc 緩沖溶液；茶多酚鋅配合物：實驗室自制；所用化學(xué)試劑均為分析純，使用前未進(jìn)一步純化，用水為二次蒸餾水。

1.2 儀器與設(shè)備

Lab Tech UV－BlueStra紫外可見分光光度計：北京萊伯泰科儀器有限公司；BS210S電子分析天平：北京賽多利斯公司；箱式電阻爐：北京市永光明醫(yī)療儀器廠；PHS－P1型酸度計：上海大普儀器有限公司。

1.3 方法

準(zhǔn)確吸取一定量鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液于25 mL具塞比色管中，加入少量水和0.2%對硝基苯酚指示劑1滴，用稀氫氧化鈉溶液調(diào)至溶液呈微黃色（即弱堿性）。依次加入 pH=5.60NaAc－HAc緩沖溶液 5.0 mL，0.3%CPB 溶液 2.5 mL，0.02%5－Br－PADAP 乙醇溶液 2.0 mL。用水稀釋至刻度搖勻。靜置10 min，以試劑空白作參比，用1×1 cm石英比色皿在波長557 nm處，測定吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 顯色體系和吸收光譜

按照試驗方法繪制吸收曲線（圖1）。

由圖1可知，在試驗條件下，以試劑空白作參比，當(dāng)不加表面活性劑 CPB 時，Zn（Ⅱ）與5－Br－PADAP 形成靈敏度較低的二元配合物，吸收峰位于592 nm；當(dāng)加入CPB 后，Zn（Ⅱ）與 5－Br－PADAP 形成靈敏度較高的三元配合物，吸收峰位于557 nm，且穩(wěn)定性大大提高；以水作參比，測得顯色劑的最大吸收波長為443 nm，曲線（a、b）的最大吸收峰波長相差114nm（即對比度為114nm），所以實驗選擇λmax=557nm為測定波長。

圖1 吸收光譜Fig.1 Absorption spectra

2.2 緩沖介質(zhì)酸度及用量的影響

按照試驗方法，使用不同pH的HAc－NaAc緩沖溶液，分別測量相應(yīng)的吸光度，考察pH對吸光度的影響，測定結(jié)果如圖2所示。同時，固定HAc－NaAc緩沖溶液的酸度，改變其用量，分別測量相應(yīng)的吸光度，考察緩沖溶液用量對吸光度的影響，測定結(jié)果如圖3所示。

圖2 pH對吸光度的影響Fig.2 Effect of pH on the absorbance

圖3 緩沖溶液用量對吸光度的影響Fig.3 Effect of buffer solution dosage on the absorbance

由圖2可知，在pH5.40～5.80范圍內(nèi)，吸光度穩(wěn)定，故選pH5.60的HAc－NaAc緩沖溶液作為測定酸度。由圖3可知，pH=5.60的HAc－NaAc緩沖溶液用量在3.0 mL～7.0 mL范圍內(nèi)對其吸光度值影響不大，故選用5.0 mL作為測定用量。2.3 顯色劑溶液用量的影響

按照試驗方法，改變5－Br－PADAP溶液的加入量并分別測定其相應(yīng)的吸光度，考察5－Br－PADAP顯色劑用量對吸光度的影響，測定結(jié)果如圖4所示。

圖4 顯色劑用量對吸光度的影響Fig.4 Effect of development agent dosage on the absorbance

由圖 4可知，0.02 g/L的 5－Br－PADAP乙醇溶液用量在2.0 mL～3.5 mL范圍內(nèi)吸光度最大且恒定，故選用2.0 mL作為測定用量。

2.4 表面活性劑的選擇及用量

試驗了陽離子表面活性劑（CPB）、陰離子表面活性劑（SDS）和非離子表面活性劑（Tween－80）對顯色反應(yīng)的影響。結(jié)果表明CPB的增敏效果比SDS和Tween－80的顯著，因此本試驗選用陽離子表面活性劑CPB作為增敏劑。按照試驗方法，改變CPB溶液的加入量，顯色后分別測定其相應(yīng)的吸光度，考察陽離子表明活性劑CPB的加入量對吸光度的影響，測定結(jié)果如圖5所示。

圖5 CPB用量對吸光度的影響Fig.5 Effect of CPB dosage on the absorbance

由圖5可知，陽離子表面活性劑CPB溶液用量在2.5 mL～4.0 mL范圍內(nèi)吸光度最大且恒定，故選用2.5 mL作為測定用量。

2.5 顯色時間的考察

按照試驗方法，顯色后每隔一段時間后分別測定其相應(yīng)的吸光度，測定結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，鋅與顯色劑在常溫下顯色很快，10 min即吸光度達(dá)到最大，之后2 h內(nèi)吸光度值穩(wěn)定，故測定應(yīng)在該時間內(nèi)進(jìn)行完畢。

圖6 反應(yīng)時間對吸光度的影響Fig.6 Effect of reaction time on the absorbance

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

分 別 準(zhǔn) 確 吸 取 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mL Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液于25 mL具塞比色管中，按照試驗方法，以試劑空白作參比，用1×1 cm石英比色皿在波長557 nm處，測定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖7所示。

圖7 工作曲線Fig.7 Calibration curve

回歸方程為：y=0.007 6+1.759 4x，r=0.999 7（n=3）。Zn2+含量在0～0.56 mg/L的濃度范圍內(nèi)符合朗伯比爾定律，計算所得表觀摩爾吸光系數(shù)為1.14×105（L/mol·cm）。

2.7 共存離子的干擾和消除

茶葉中含有 Zn、Ca、Mg、Fe、Al、Cu、Mn 等金屬元素[11]，在茶多酚鋅配合物制備過程中有可能引入上述幾種金屬元素，我們對茶多酚鋅配合物試液中可能存在的主要陽離子對Zn2+吸光度的影響做了試驗，其結(jié)果見表1。

從表 1 中可見，Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+均無影響Zn2+的測定，只有Cu2+有嚴(yán)重干擾。因此，可以加入1.5mL 200.0 g/L Na2S2O3溶液消除Cu2+的干擾。

3 樣品分析

3.1 樣品溶液的制備

準(zhǔn)確稱取茶多酚鋅配合物40.0 mg（平行6份）于坩堝內(nèi)，在電爐上炭化至變淡黃色后，轉(zhuǎn)入馬弗爐中550℃灰化4 h，取出后，冷卻，滴加5滴6 mol/LHCl溶液使其溶解，分別用水將溶液轉(zhuǎn)移、定容至100 mL容量瓶中，備用。

表1 共存的金屬離子對5 μg Zn2+吸光度的影響Table 1 Determination of 5 μg Zn2+absorbance in presence of the coexistence of metal ions

3.2 鋅含量的測定

準(zhǔn)確吸取處理好的樣品溶液0.1 mL（平行3份）于25 mL具塞比色管中，加入少量水和0.2%對硝基苯酚指示劑1滴，用稀氫氧化鈉溶液調(diào)至溶液呈微黃色（即弱堿性）。（依次加入5.0 mL pH=5.60的NaAc-HAc緩沖溶液，1.5 mL 200.0 g/L Na2S2O3溶液，2.5 mL 0.3%CPB溶液，2.0 mL 0.02%5-Br-PADAP乙醇溶液。用水稀釋至刻度搖勻。靜置10 min），以試劑空白作參比，用1×1 cm石英比色皿在波長557 nm處，測定吸光度，分析結(jié)果見表2。

表2 樣品測定結(jié)果（n=6）Table 2 Determination results of samples（n=6）

穩(wěn)定性、精密度、重現(xiàn)性試驗的RSD分別為：0.64%、1.34%、0.64%，加標(biāo)回收率試驗結(jié)果見表3。

表3 加標(biāo)回收率測定結(jié)果（n=6）Table 3 The result of recoveries test（n=6）

由表3可知，回收率為95.1%～102.7%，平均加標(biāo)回收率為97.9%，RSD為2.73%，表明該方法準(zhǔn)確度較高。

4 結(jié)論

在pH=5.60的HAc-NaAc緩沖溶液中，在陽離子表面活性劑CPB存在下，5-Br-PADAP與鋅（Ⅱ）形成靈敏度較高的橘紅色三元絡(luò)合物，最大吸收波長位于557 nm 處，表觀摩爾吸光系數(shù)為 1.14×105L·mol-1·cm-1，Zn2+含量在0～0.56 mg/L的濃度范圍內(nèi)符合朗伯比爾定律。茶多酚鋅配合物中可能含有的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+均無影響Zn2+的測定，只有Cu2+有嚴(yán)重干擾，可以加入1.5 mL200.0 g/L Na2S2O3溶液消除Cu2+的干擾。試驗結(jié)果表明茶多酚鋅配合物中鋅（Ⅱ）的含量為（± s，n=6，）：（18.06±0.26）%。該方法應(yīng)具有靈敏度高，精密度、重現(xiàn)性、準(zhǔn)確度好，操作簡便安全、分析成本低、快速的特點。

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