李 姌,王 蒙,楊亞玲*
重金屬鎘具有毒害和致癌作用,即使低濃度的鎘離子在人體內(nèi)積累后也會引起慢性中毒,甚至致畸、致癌[1-2]。當(dāng)環(huán)境受到鎘污染后,鎘可能在生物體內(nèi)富集,且其半衰期較長,可通過食物鏈進(jìn)入人體[3]。鎘是聯(lián)合國糧農(nóng)組織及世界健康組織(FAOW/HO)所確定第3位優(yōu)先研究的污染物,對環(huán)境的污染僅次于汞與鉛,是環(huán)境科學(xué)和生命科學(xué)中優(yōu)先測定的元素之一。
食用菌營養(yǎng)美味,備受消費者青睞[4]。但有研究表明食用菌對重金屬元素具有較強(qiáng)的富集和生物轉(zhuǎn)化作用[5],加上近年來環(huán)境污染問題的加劇,食用菌重金屬污染越來越受到關(guān)注。云南省是食用菌重要產(chǎn)區(qū)之一,云南野生食用菌鎘含量偏高[6]。研究表明,食用菌對鎘的富集能力較強(qiáng)。
目前,鎘含量的測定主要采用原子吸收光譜法[7]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法[8]、原子熒光光譜法[9]等。可見分光光度法具有準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、操作簡單、易普及等特點,已廣泛用于各種樣品中鎘的測定[10-14]。但其靈敏度低且特異性差,對于微量或痕量鎘及基體復(fù)雜的樣品中鎘的測定往往難以滿足測定要求。為了提高檢測的靈敏度及降低干擾,采用分離富集的方法是常用的選擇。分散液液微萃?。―LL ME)是一種基于水相、萃取相和分散相三元溶劑體系的新型樣品前處理方法。在取得令人滿意的富集比和回收率的同時,分散液液微萃取顯著降低了有機(jī)溶劑的使用量,而且由于不使用蒸發(fā)溶劑,其分析時間比液液萃取和固相萃取都明顯縮短[15]。
非離子表面活性劑Triton X-100存在下與鎘離子顯色時[16],表現(xiàn)出相對高的摩爾吸光系數(shù)和靈敏度。用2-(5-溴吡啶-2-偶氮)-5-二乙氨基苯酚(5-Br-PADAP)-Triton X-100-β-環(huán)糊精體系[17]測定鎘已有報道。本工作利用Triton X-114的增敏作用和DLL ME分散劑的作用,以辛醇為萃取劑,進(jìn)行Cd (Ⅱ )-5-Br-PADAP-Triton X-114 體 系 的DLL ME萃取食用菌中痕量鎘,采有分光光度法測定其含量。
TU-1810型紫外-可見分光光度計;SK-80型離心機(jī);WH-1型微型渦旋混合儀;KQ 3200型超聲波清洗儀。
鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:1.000 g·L-1,稱取硫酸鎘1.854 4 g溶于水中,用水定容至1 L容量瓶中。使用時用水稀釋至所需質(zhì)量濃度。
Triton X-114溶液:100 g·L-1。
5-Br-PADAP乙醇溶液:0.2 g·L-1。
p H 9.0的 NH4Cl-NH3·H2O緩沖溶液。
所用試劑均為分析純,試驗用水為去離子水。
將食用菌用水洗干凈,自然晾干后,于70℃烘干4 h,用粉碎機(jī)粉碎后過0.15 mm篩,再于70℃烘干至恒重,備用。稱取烘干至恒重的食用菌0.500 0 g,放入聚四氟乙烯消解罐,加入硝酸5 mL和過氧化氫3 mL,均勻混合后放入微波消解系統(tǒng)進(jìn)行消解,微波消解程序見表1。
表1 微波消解程序Tab.1 Micr owave digestion procedure
消解完成,消解罐冷卻至室溫后,將消解液移轉(zhuǎn)至50 mL小燒杯中,于沸水浴中加熱除去多余的硝酸和過氧化氫,至消解液約1 mL為止,冷卻后用硝酸(2+98)溶液清洗內(nèi)罐,洗液一起并入50 mL容量瓶中,用水定容,搖勻,得樣品溶液,備用。同時做空白試驗。
移取樣品溶液5.00 mL于25 mL比色管中,加入0.2 g·L-15-Br-PADAP溶液2.0 mL,p H 9.0的 NH4Cl-NH3·H2O 緩沖溶液3.0 mL,100 g·L-1Triton X-114溶液3.0 mL,用水稀釋至刻度,搖勻,放置10 min后,加入辛醇1.0 mL,渦旋混合1 min,以5 000 r·min-1轉(zhuǎn)速離心5 min,形成上層紅色環(huán),然后吸出下層溶液,紅色環(huán)沉于管低,吸出,用乙醇定容至3 mL,于540 n m處用1 c m比色皿,以試劑空白為參比,測量吸光度。
按試驗方法對5.00 mg·L-1鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色,測量顯色體系在不同波長的吸光度并繪制吸收曲線,見圖1。
由圖1可知:在5.00 mg·L-1鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入Triton X-114進(jìn)行DLL ME后,體系的吸光度明顯增大,最大吸收波長在540 n m。試驗選擇540 n m作為測定波長。
圖1 吸收光譜Fig.1 Absorption spectra
Cd(Ⅱ)與5-Br-PADAP反應(yīng)需要在堿性介質(zhì)中進(jìn)行,酸度是影響顯色反應(yīng)速率及生成物穩(wěn)定性的重要因素。試驗考察了不同體積(0.2~5 mL)的p H 9.0 NH4Cl-NH3·H2O 緩沖溶液對吸光度的影響,當(dāng)緩沖溶液體積在2.5~3.5 mL內(nèi),吸光度達(dá)到最大并保持不變。因此,試驗選擇緩沖溶液體積為3.0 mL。
按試驗方法固定其他試劑的用量,加入不同體積的0.2 g·L-15-Br-PADAP溶液測定吸光度。結(jié)果表明:0.2 g·L-15-Br-PADAP溶液的用量在1.5~2.5 mL,吸光度最大且基本不變,試驗選取0.2 g·L-15-Br-PADAP溶液用量為2.0 mL。
按試驗方法考察表面活性劑對顯色反應(yīng)的增效作用,通過加入 Triton X-114與不加 Triton X-114進(jìn)行吸光度的比較。結(jié)果表明:加入100 g·L-1Triton X-114溶液2.0 mL,吸光度提高了45%。進(jìn)一步研究加入量(1.0~5.0 mL)對吸光度的影響,當(dāng)100 g·L-1Triton X-114溶液用量在1.5~2.0 mL時,吸光度最大且穩(wěn)定。考慮到后續(xù)的DLL ME中Triton X-114作為分散劑的作用,試驗選擇100 g·L-1Triton X-114溶液用量為3.0 mL。
按試驗方法考察了DLL ME中常用的萃取劑(四氯化碳、三氯化碳、二氯化碳、丁醇、辛醇、異辛醇)對顯色體系萃取率的影響,結(jié)果表明:辛醇的萃取率最高,且分相效果最好。試驗選擇辛醇作為萃取劑。同時試驗考察了辛醇用量對萃取率的影響,結(jié)果表明:辛醇用量為1.0 mL時,吸光度最大。試驗選擇辛醇用量為1.0 mL。
試驗考察了加入萃取劑后,渦旋混合時間對萃取效果的影響。結(jié)果表明,渦旋混合時間為1 min時吸光度最大。試驗選擇渦旋混合時間為1 min。
在選擇的試驗條件下對一些常見的共存離子進(jìn)行干擾試驗。在含2μg Cd2+的25 mL顯色體系中,當(dāng)相對誤差在±5%以內(nèi)時:100倍的K+、Na+、Cl-、NO3-,20倍的 Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+,2倍的Ni2+、Mn2+對Cd2+的測定無明顯影響。
按試驗方法對鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測定,以鎘質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),以吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明:鎘的質(zhì)量濃度在10.00 mg·L-1以內(nèi)與吸光度呈線性關(guān)系,線性回歸方程為A=0.121 6 x+0.022 9,相關(guān)系數(shù)為0.999 4。
對空白溶液進(jìn)行6次平行測定,按3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計算得檢出限(3s)為0.05 mg·L-1。
按試驗方法測定2個食用菌樣品中的鎘,并進(jìn)行加標(biāo)回收試驗,平行分析6次,計算加標(biāo)回收率和測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見表2。同時采用石墨爐原子吸收光譜法(FAAS)測定鎘,結(jié)果見表2。
表2 樣品分析結(jié)果(n=6)Tab.2 Analysis results of samples(n=6)
由表2可知:樣品加標(biāo)回收率在93.3%~103%之間,RSD在1.4%~3.2%之間,測定結(jié)果與FAAS測定值基本一致。
本工作采用分散液液微萃取-分光光度法測定食用菌中的痕量鎘,該方法簡單快速,精密度、準(zhǔn)確度高,可滿足食用菌中鎘含量的測定要求。
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