趙樺萍,靳鳳丹,肖忠峰
(1.齊齊哈爾大學化學與化工學院,黑龍江齊齊哈爾 161006;2.燕山大學環(huán)境與化學工程學院,河北秦皇島 066004;3.濱州學院化學與化工系,山東濱州 256603)
硒是人體必需的微量元素,被稱之為人體微量元素中的“防癌之王”。科學研究發(fā)現(xiàn),血硒水平的高低與癌的發(fā)生息息相關。由于“硒”具有高抗氧化作用,人體適量補充硒能起到防止器官老化與病變,延緩衰老,增強免疫,抵御疾病,抵抗有毒害重金屬的作用。缺硒是克山病、大骨節(jié)病的主要病因。“硒”是人體必需的,又不能自制,因此世界衛(wèi)生組織建議每天補充200 μg硒可有效預防多種疾病的高發(fā)。
隨著科學技術的發(fā)展和人類生活水平的提高,人們越來越重視硒與人類生活的關系,硒的分析也引起人們的關注。測定硒的含量有很多種方法,其中催化動力學光度法因具有儀器普及、操作簡便、靈敏度高等特點而日益受到關注,這方面的研究工作近年來有較多的文獻報道[1-3],但以β-環(huán)糊精作為增敏劑催化動力學光度法測定硒未見報道。
721型分光光度計:北京普析通用儀器有限公司;pHS-3C型酸度計:上海精密科學儀器有限公司;硒(IV)標準溶液:1.0 g/L標準儲備液(1.0 mol/LHCl介質),用時逐級稀釋至0.01 mg/L的工作液;羅丹明B溶液:0.02 g/L;溴酸鉀溶液:15 g/L;β-環(huán)糊精(β-CD)溶液:10 g/L;硝酸溶液:
0.025 mol/L。以上試劑均為分析純,所用水為蒸餾水。
于兩支25 mL比色管中,一支加入一定量的硒標準溶液,一支不加,向兩支比色管中分別依次加入硝酸溶液2.0 mL,溴酸鉀溶液4.5 mL,羅丹明B溶液8.0 mL,β-環(huán)糊精溶液2.0 mL,每加一種溶液均需搖勻,最后用水稀釋至刻線,搖勻。將兩只比色管同時放入90℃的水浴中加熱15 min,迅速取出,用流水冷卻5 min。用1 cm比色皿,以蒸餾水為參比,在550 nm處分別測催化反應的吸光度A和非催化反應的吸光度A0,并計算 ΔA 值。
將干凈的富硒大米烘干磨碎后,準確稱取20 g,于250 mL的燒杯中,加入適量去離子水和5 mL HClO4以及10 mLHNO3攪拌成糊狀,蓋上表面皿浸泡2 h~4 h,微熱消解,待消解完全并讓黃煙冒盡后,冷卻,轉移至100 mL的容量瓶中,稀釋至刻度,待用。取試液5 mL按照實驗方法操作,測定樣品中硒的含量。
按1.2方法制備試液及空白溶液各兩份(其中各有一份不加β-CD),并分別繪制其吸收光譜(圖1)。
未加β-CD溶液的吸收曲線峰值都在550 nm處(曲線1、2),說明硒對溴酸鉀氧化羅丹明B褪色反應起催化作用,加入β-CD溶液后,吸收曲線的峰值仍在550 nm處(曲線3、4)。比較4條曲線的峰值吸光度可見,曲線3、4的ΔA值比曲線1、2的ΔA值明顯增大,表明β-CD對硒催化溴酸鉀氧化羅丹明B的褪色反應具有增敏作用。
圖1 吸收光譜Fig.1 Absorption spectra
試驗了陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉,十二烷基苯磺酸鈉;陽離子表面活性劑溴化十六烷基三甲胺,氯化十四烷基芐基二甲銨,氯化十六烷基吡啶;非離子表面活性劑吐溫80,曲拉通X-100,β-環(huán)糊精的影響,結果表明:β-環(huán)糊精效果最好,加入β-環(huán)糊精1.0 mL~3.0 mL,吸光度值明顯降低,ΔA值最大。選擇加入2.0 mL。
試驗結果表明:催化反應適宜于酸性介質中進行,本實驗選用不同pH的硝酸溶液進行試驗,結果表明:采用0.025 mol/L硝酸溶液1.0 mL~3.0 mL,ΔA值最大,故選擇硝酸溶液的量為2.0 mL。
試驗結果表明:羅丹明B用量在7.0 mL~9.5 mL時催化效果最好,故試驗選擇8.0 mL。
試驗結果表明,溴酸鉀用量在3.0 mL~5.0 mL時催化效果最好,故試驗選擇4.5 mL。
室溫下硒對氧化反應無催化作用,加熱至60℃時催化作用開始明顯,90℃時ΔA值最大,催化效果最佳,故選擇反應在90℃水浴中進行。90℃時10 min~15 min內ΔA隨時間的增加而加大,15 min后ΔA減小,本實驗選擇反應時間為15 min。
由于室溫下本體系幾乎不反應,因此可通過流水冷卻終止反應。實驗表明:體系以流水冷卻5 min即可有效地終止反應。冷卻后2 h內,ΔA值不變,體系穩(wěn)定。
移取不同量的Se(IV)標準溶液,按試驗方法測定,以 ΔA 對 Se(IV)量繪制標準曲線,Se(IV)量在 0~40 μg/L范圍內符合比爾定律,靈敏度比不加β-CD提高了2.48倍,其線性回歸方程為:ΔA=0.068 25 ρ-0.025,相關系數(shù)為0.999 1,根據(jù)吸收池為1 cm,ΔA=0.001計算本方法的靈敏度為0.381 μg/L。
按實驗方法測定10μg/LSe(Ⅳ)時,分別加入不同量的干擾離子進行試驗,相對誤差在±5%以內的下列離子對體系無影響(括號內為干擾限量,單位均為μg):Na+(1 000)、K+(1 600)、NH4+(1 000)、Ag+(500)、Pb2+(40)、Zn2+(20)、Bi3+(120)、Pb2+(75)、Al3+(150)、Ca2+(800)、Mg2+(700)、Sn2+(60),加入1%的EDTA0.5mL可消除Fe3+的干擾。
按照試驗方法測定富硒大米中硒的含量,并做標準加入回收實驗,測定結果見表1。
表1 分析結果(n=6)Table 1 Analytical reasults
從表中數(shù)據(jù)可以看出,測定的標準偏差小于5%,回收率大于98%,能夠滿足實驗要求。
在β-環(huán)糊精存在下,溴酸鉀氧化羅丹明B的褪色反應,硒具有明顯的催化作用,其靈敏度高,選擇性好,用于富硒大米中痕量硒的測定,結果令人滿意。
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[1]許卉,賀萍.催化動力學光度法測定海產品中痕量硒[J].分析化學,1999,27(3):540-542
[2]王雪影,楊殿來,林琳,等.黃海牡蠣中鋅和硒含量的測定[J].分析化學,2005,33(12):1812
[3]王洪福,劉家琴,何黎明,等.催化動力學光度法測定水樣中痕量硒(Ⅳ)[J].理化檢驗—化學分冊,2007,43(7):574