徐春放，賀志麗

（大慶師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，黑龍江 大慶 163712）

0 引 言

鋅是人體必須的14種微量元素之一，分布于人體各組織器官中，人體中鋅含量異?？梢l(fā)多種疾病，如腦梗［1］、糖尿病、高血壓［2］.因頭發(fā)中鋅的含量較穩(wěn)定不易受許多因素的影響，故將測(cè)定頭發(fā)中鋅含的量作為檢查人體健康狀況的重要指標(biāo).正常人體內(nèi)鋅含量為1.4～2.5g，其中頭發(fā)中鋅的含量140～250μg／g［3］.

分光光度法是測(cè)定鋅常用的方法［4］，根據(jù)所用顯色劑不同，測(cè)定方法有雙硫腙法［5］、鋅試劑法［6］、PAN－S法［7］、4－（2－吡啶偶氮）間苯二酚法［8］等.其中雙硫腙法靈敏度較高，但雙硫腙與Zn2＋形成的配合物不溶于水，須用苯、三氯甲烷、四氯化碳等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，分離過(guò)程復(fù)雜、環(huán)保性差.

濁點(diǎn)萃取法是近年發(fā)展起來(lái)的一種利用表面活性劑溶液的濁點(diǎn)現(xiàn)象，使水溶液中的疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離的新型萃取方法［9－11］.董樹(shù)國(guó)研究了濁點(diǎn)萃取分光光度法測(cè)定茶葉中的痕量鋅［12］，但用非離子表面活性劑 TX－114濁點(diǎn)萃取法代替有機(jī)溶劑萃取Zn－雙硫腙紅色疏水配合物，用分光光度法測(cè)定頭發(fā)中的鋅含量，至今未見(jiàn)報(bào)道.用該法測(cè)定頭發(fā)中的鋅含量具有操作簡(jiǎn)便、萃取效率高、環(huán)境友好、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，可滿(mǎn)足分析要求.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

721分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）、電子分析天平（BS224S）、800型離心機(jī)（金壇市順華儀器有限公司）、烘箱.

氧化鋅（PT，廊坊鵬彩精細(xì)化工有限公司）；曲拉通 X－114（Triton X－114）、乙醇 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%）、雙硫腙、醋酸、醋酸鈉、過(guò)氧化氫、硝酸、硫酸銨（以上試劑均為AR級(jí)）.蒸餾水（二次）.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鋅標(biāo)準(zhǔn)工作液的配制 準(zhǔn)確稱(chēng)取0.312 5g氧化鋅，置于小燒杯中，用10mL 2mol·L－1HCl加熱溶解至蒸干，加二次蒸餾水溶解，并定容至250mL容量瓶.得到濃度為1.000mg·mL－1的鋅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，使用時(shí)稀釋成10μg·mL－1的鋅標(biāo)準(zhǔn)工作液.按如下鋅離子濃度0.00、0.20、0.40、0.60、0.8、1.0、1.2μg·mL－1，配制測(cè)定鋅離子標(biāo)準(zhǔn)曲線工作液.

1.2.2 其它輔助試劑的配制 HAc－NaAc緩沖溶液（pH＝4.5）；質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114；雙硫腙－乙醇溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03%）.

1.2.3 頭發(fā)試樣的制備 由于干法消化頭發(fā)試樣鋅在灰化時(shí)有所損失［13］，本實(shí)驗(yàn)采用濕法消化法.將待測(cè)頭發(fā)試樣用質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的洗潔精浸泡0.5h，攪拌洗滌、自來(lái)水沖凈泡沫、蒸餾水洗5次、再用二次蒸餾水洗3次，于烘箱中在85℃烘干4h.準(zhǔn)確稱(chēng)取經(jīng)洗滌烘干的發(fā)樣0.200 0g，用不銹鋼剪刀剪成1cm，置于潔凈、干燥的125mL錐形瓶中，先加入4mL濃HNO3，稍冷后緩慢滴加2mL 30%H2O2.待溶液反應(yīng)穩(wěn)定后置于電熱板上加熱消解，加熱溫度控制在中檔，消解至溶液澄凈透明.若消解后呈深棕色，應(yīng)再加少許H2O2，繼續(xù)加熱使之變淺，最后蒸至溶液剩余1～2mL.用二次蒸餾水定容至100mL容量瓶中.用同樣方法制備試劑參比溶液.

1.2.4 試樣的測(cè)定取5mL頭發(fā)試樣溶液于15mL刻度離心試管中，依次加入1.0mL HAc－NaAc緩沖溶液（pH＝4.5）、0.3mL雙硫腙－乙醇溶液、2%的曲拉通X－114溶液0.8mL，混合均勻后用二次蒸餾水稀釋到10mL，放置20min，加硫酸銨1.2g，溶解，用離心機(jī)離心分離8min使其分相，棄水相，用蒸餾水將表面活性劑相定容至5mL，試劑為參比溶液，選0.5cm比色皿在721分光光度計(jì)上于527nm處測(cè)吸光度.按上述步驟依次取濃度為0.00、0.20、0.40、0.60、0.8、1.0、1.2μg·mL－1的鋅離子系列標(biāo)準(zhǔn)工作液5mL測(cè)吸光度.由測(cè)定值計(jì)算得出線性回歸方程，根據(jù)回歸方程計(jì)算出頭發(fā)試樣中鋅的含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 濁點(diǎn)萃取劑的選擇

根據(jù)文獻(xiàn)［14］，曲拉通 TX－114較 TX－100對(duì)顯色反應(yīng)增效作用好，在分光光度法中可使表觀摩爾吸光系數(shù)提高50%，且粘度較高表現(xiàn)出更高的增效作用.故選擇曲拉通X－114作為實(shí)驗(yàn)的濁點(diǎn)萃取劑.

2.2 波長(zhǎng)的選擇

取濃度為0.8μg·mL－1鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液，按1.2.4實(shí)驗(yàn)方法，于波長(zhǎng)470～580nm范圍用721分光光度計(jì)測(cè)吸光度，繪制A～λ曲線，結(jié)果見(jiàn)圖1，由曲線可知，鋅離子－雙硫腙配合物表面活性劑相在527nm處吸光度最大，選擇527nm為測(cè)定波長(zhǎng).

2.3 緩沖溶液pH及用量

不改變其它條件，測(cè)定吸光度隨pH的變化，結(jié)果見(jiàn)圖2.圖2實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，pH為4.5時(shí)吸光度值最大，故選擇pH為4.5的緩沖溶液；測(cè)定緩沖溶液加入量對(duì)吸光度的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3.由圖3可知緩沖溶液加入0.8～2.0mL時(shí)，吸光度具有穩(wěn)定的最大值，故實(shí)驗(yàn)中選擇加入pH為4.5 HAc－NaAc緩沖溶液1.0mL.

圖1 鋅離子－雙硫腙配合物的吸收曲線Fig.1 The absorption curve of zinc－dithizone complex

圖2 pH值對(duì)吸光度的影響Fig.2 Effect of pH on the absorbance

圖3 緩沖溶液加入量對(duì)吸光度的影響Fig.3 Effect of buffer solution dosage on the absorbance

2.4 曲拉通X－114的濃度與用量

因非離子表面活性劑的濁點(diǎn)與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與濃度無(wú)關(guān)［15］，考慮曲拉通的濃度過(guò)大萃取效率低，按文獻(xiàn)［16］選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在其它條件不變的情況下，測(cè)加入量對(duì)吸光度的影響，結(jié)果見(jiàn)圖4.圖4結(jié)果表明當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114加入量在0.3～1.0mL吸光出現(xiàn)穩(wěn)定的最大值，故選擇加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114為0.8mL.

圖4 曲拉通加入量對(duì)吸光度的影響Fig.4 Effect of triton dosage on the absorbance

2.5 硫酸銨用量

參照文獻(xiàn)［17］的研究結(jié)果，曲拉通X－114的濁點(diǎn)為23.1℃，但在實(shí)際測(cè)定中濁點(diǎn)溫度高于此文獻(xiàn)值，如果在冬季測(cè)定需要對(duì)萃取體系加熱.文獻(xiàn)［18］研究表明：加入鹽析型電解質(zhì)可降低曲拉通X－114的濁點(diǎn).本實(shí)驗(yàn)選用硫酸銨降低曲拉通X－114的濁點(diǎn).在其它條件不變下，硫酸銨加入量大于1.2g時(shí)，萃取體系可以在20℃室溫下分相，吸光度具有最大值，結(jié)果見(jiàn)圖5，故實(shí)驗(yàn)中選擇硫酸銨用量為1.2g.

圖5 硫酸銨用量對(duì)吸光度的影響Fig.5 Effect of ammonium sulphate dosage on the absorbance

2.6 顯色劑用量

不改變其它條件，只改變顯色劑的用量，測(cè)定吸光度，結(jié)果見(jiàn)圖6.圖6結(jié)果表明雙硫腙－乙醇溶液的用量在0.2～0.8mL之間吸光度基本不變，為使顯色反應(yīng)完全，選擇雙硫腙－乙醇溶液用量為0.3mL.

圖6 顯色劑加入量對(duì)吸光度的影響Fig.6 Effect of visualization reagent dosage on the absorbance

2.7 測(cè)量的線性范圍

通過(guò)對(duì)鋅標(biāo)準(zhǔn)系列工作液吸光度的測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖7.圖7結(jié)果表明鋅含量在0.2～1.2μg·mL－1范圍內(nèi)服從比爾定律，吸光度（A）與鋅濃度（c）的線性回歸方程為A＝0.435 9c（μg·mL－1）＋0.014 8，表觀摩爾吸光系數(shù)為5.89 4×104L·mol－1·cm－1，相關(guān)系數(shù)r＝0.997 3.

圖7 鋅溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.7 The standard curve of zinc solution

2.8 樣品的測(cè)定及回收實(shí)驗(yàn)

頭發(fā)試樣按1.2.4方法測(cè)定吸光度，平行測(cè)定6次，取平均值，同時(shí)做回收實(shí)驗(yàn).結(jié)果見(jiàn)表1.由表1可知，該方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差2.4%，加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果為98.76%～102.2%，符合分光光度法的要求，說(shuō)明該法可行.

表1 發(fā)樣中鋅含量的測(cè)定結(jié)果及加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)Table 1 Determination of zinc in hair sample and the recovery experiment ／n＝6

3 結(jié) 語(yǔ)

a.用AAS法測(cè)定頭發(fā)中鋅的含量需要使用價(jià)格昂貴的儀器，限制了方法的使用范圍；雙硫腙－有機(jī)溶劑萃取分光光度法，由于萃取過(guò)程使用有毒的有機(jī)試劑，且分離、富集操作復(fù)雜，使該法測(cè)定繁瑣、費(fèi)時(shí).利用非離子表面活性劑濁點(diǎn)萃取技術(shù)聯(lián)合分光光度法進(jìn)行頭發(fā)中鋅含量的測(cè)定可以有效解決上述方法遇到的問(wèn)題.

b.非離子表面活性劑濁點(diǎn)萃取分光光度法實(shí)驗(yàn)條件為：pH值為4.5、少量鹽析電解質(zhì)硫酸銨存在、室溫條件下，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的曲拉通X－114濁點(diǎn)萃取雙硫腙－鋅疏水紅色配合物，在波長(zhǎng)為527nm處，用0.5cm比色皿于721分光光度計(jì)上測(cè)吸光度.

c.用曲拉通X－114表面活性劑濁點(diǎn)萃取分光光度法測(cè)定頭發(fā)中微量鋅，具有環(huán)境友好、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、快速等特點(diǎn)，測(cè)定結(jié)果令人滿(mǎn)意.

［1］池華，張華，郝子峰.腦梗死患者頭發(fā)中鋅－銅－鉻－鎳含量測(cè)定［J］.黑龍江醫(yī)學(xué)，2003，27（2）：131.CHI Hua，ZHANG Hua，HE Zi－feng.Determination of total contents of Zn，Cu，Cr and Ni in hair of people［J］.Hei Long Jiang Medical Journal，2003，27（2）：131.（in Chinese）

［2］江天，姜怡帆，陳明石，等.人發(fā)中鋅鉻鎂元素與代謝綜合征相關(guān)疾病的研究分析［J］.微量元素與健康研究，2008，25（4）：54－55.JIANG Tian，JIANG Yi－fan，CHEN Ming－shi，et al. The relationship between zinc，chrominu，magnesium in hair and MS diseases［J］.Studies of Trace Elements and Health，2008，25（5）：54－55.（in Chinese）

［3］秦俊法，李增禧，樓蔓藤，等.頭發(fā)元素分析的科學(xué)意義及醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值［J］.廣東微量元素科學(xué)，2005，12（5）：21－60.QIN Jun－fa，LI Zeng－xi，LOU Man－teng，et al.Scientific value and medical application of hair element analysis［J］.Trace Elements in Guangdong Science，2005，12（5）：21－60.（in Chinese）

［4］S?bel C E，Neureuther J M，Siemann S.A spectrophotometric method for the determination of zinc，copper，and cobalt ions in metalloproteins using zincon［J］.Analytical Biochemistry，2010，397（2）：218－226.

［5］司文會(huì)，朱金坤.雙硫腙萃取光度法測(cè)定鋅的研究［J］.分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2002，18（6）：522.SI Wen－h(huán)ui， ZHU Jin－kun. A study on spectrophotometric determination of zinc with dithizone extraction ［J］.Journal of Analytical Science，2002，18（6）：522.（in Chinese）

［6］郭虹，王寶旺.鋅試劑－環(huán)己酮分光光度法測(cè)定乳制品奶粉中的鋅［J］中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2006，16（6）：673－674.GUO Hong，WANG Bao－wang.Determination of zinc dairy products in milk powder with zinconcyclohexanone spectrophotometry ［J］. Chinese Journal of Health Laboratory Technology，2006，16（6）：673－674.（in Chinese）

［7］趙小波，王京平，費(fèi)正皓，等.人發(fā)中微量鋅的PANS分光光度法測(cè)定研究［J］.化學(xué)世界，2011，52（9）：519－522.ZHAO Xiao－bo，WANG Jing－ping，F(xiàn)EI Zheng－h(huán)ao，et al.Spectrometric analysis of microelement zinc in human hairs［J］.Chemical World，2011，52（9）：519－522.（in Chinese）

［8］趙樺萍，靳鳳丹，于巖.人發(fā)中鋅的分光光度法測(cè)定［J］.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，28（6）：39－40.ZHAO Ye－ping， JIN Feng－dan， YU Yan.Determination of zinc in hair by spectrophotometry［J］.Journal of Qiqihar University，2012，28（6）：39－40.（in Chinese）

［9］Gao Y，Wu P，Li W，et al.Simultaneous and selective preconcentration of trace Cu and Ag by one－step displacement cloud point extraction for FAAS determination ［J］，Talanta，2010，81 （1－2）：586－590.

［10］Sang H，Liang P，Du D.Determination of trace aluminum in biological and water samples by cloud point extraction preconcentration and graphite furnace atomic absorption spectrometry detection［J］.Journal of Hazardous Materials，2008，154（1／2／3）：1127－1132.

［11］Silva M，Cerutti E，Martinez L.Coupling cloud point extraction to instrumental detection systems for metal analysis［J］.Microchimica Acta，2006，155（3／4）：349－364.

［12］董樹(shù)國(guó).濁點(diǎn)萃取－分光光度法測(cè)定茶葉中的痕量鋅［J］.光譜實(shí)驗(yàn)室，2011，28（6）：3124－3127.DONG Shu－guo.Determination of trace zinc in tea by spectrophotometry with cloud point extraction［J］.Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory，2011，28（6）：3124－3127.（In Chinese）

［13］李印龍，公維磊，宋愛(ài)芹，等.不同消化法測(cè)定頭發(fā)銅鐵鋅含量效果比較［J］.濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，33（1）：57－58.LI Yin－long，GONG Wei－lei，SONG Ai－qin，et al.Study on different digestion methods for determination of Cu，F(xiàn)e and Zn content in hair［J］.Journal of Jining Medical University，2010，33（1）：57－58.（in Chinese）

［14］高琳，陳圣潔，石紅，等.非離子表面活性劑在濁點(diǎn)萃取及光度分析中的應(yīng)用研究［J］.膠體與聚合物，2012，30（3）：130－132.GAO Lin，CHEN Sheng－jie，SHI Hong，et al.Application of nonionic surfactant in cloud point extraction and spectrophotometry ［J］.Chinese Journal of Colloid ＆Polymer，2012，30（3）：130－132.（in Chinese）

［15］孟慶華，孫志成，王鳴華，等.利用紫外－可見(jiàn)光譜儀測(cè)定表面活性劑濁點(diǎn)的新方法［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，25（2）：163－165.MENG Qing－h(huán)ua，SUN Zhi－cheng，WANG Minghua，et al. A new determination method of surfactant’s cloud point by UV－vis spectrometer［J］.Research and Exploration in Laboratory，2006，25（2）：163－165.（in Chinese）

［16］黃暉，楊大雨.濁點(diǎn)萃取分光光度法測(cè)定水樣中的痕量鋅（II）［J］.廣東微量元素科學(xué)，2008，15（6）：61－65.HUANG Hui，YANG Da－yu.Determination of trace amount of zinc in river water by spectrophotometry after cloud point extraction［J］.Trace Elements in Guangdong Science，2008，15（6）：61－65.（in Chinese）

［17］黃炎，秦?zé)?，丁昱文，?非離子表面活性劑TX－114濁點(diǎn)萃取D2EHPA的規(guī)律［J］.化工學(xué)報(bào)，2008，59（2）：393－397.HUANG Yan，QIN Wei，DING Yu－wen，et al.Cloud point extraction of di （2－ethylhexyl）phosphoric acid utilizing non－ionic surfactant TX14［J］.Journal of Chemical Industry and Engineering（China），2008，59（2）：393－397.（in Chinese）

［18］張桂平，秦?zé)?，戴猷?濁點(diǎn)萃取及應(yīng)用［J］.中國(guó)科技論文在線，2007，2（12）：1－4.ZHANG Gui－ping，QIN Wei，DAI You－yuan.The cloud point extraction and its applications ［J］.Sciencepaper online（http：／／www.paper.edu.cn），2007，2（12）：1－4.（in Chinese）