丁宗慶，曹?。h江師范學(xué)院生物化學(xué)與環(huán)境工程系，湖北十堰442000）

濁點(diǎn)萃取預(yù)富集分光光度法測(cè)定食品中痕量釩

丁宗慶，曹俊（漢江師范學(xué)院生物化學(xué)與環(huán)境工程系，湖北十堰442000）

建立濁點(diǎn)萃取預(yù)富集分光光度法測(cè)定食品中痕量釩的新方法。在酸性介質(zhì)中，以N-苯甲酰-N-苯基羥胺（N-Benzoyl-N-Phenylhydroxylamine，BPHA）為配位劑，非離子表面活性劑Triton X-114為萃取劑，分離富集溶液中痕量釩。詳細(xì)考察溶液酸度、配位劑和表面活性劑用量、反應(yīng)時(shí)間、平衡溫度和平衡時(shí)間等條件對(duì)濁點(diǎn)萃取效果的影響。最佳試驗(yàn)條件下，方法的線(xiàn)性范圍為5.0 μg/L～800 μg/L（r=0.999 7），檢出限為0.62 μg/L，加標(biāo)回收率在98.0%～103.5%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.9%～3.4%之間。已成功應(yīng)用于大米、決明子茶等實(shí)際樣品分析。

濁點(diǎn)萃??；釩；分光光度法；食品；分離富集

釩是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代國(guó)防不可缺少的重要過(guò)渡金屬元素，在化工、冶金、能源、航天等領(lǐng)域被大量使用，近年來(lái)已成為一種新的工業(yè)污染源[1]。釩廣泛存在于環(huán)境和生物體中，是動(dòng)植物生長(zhǎng)必須的元素，適量的釩可促進(jìn)人體造血功能，降低心血管病發(fā)病率[2]，攝入過(guò)量則會(huì)引起人體多系統(tǒng)病變。準(zhǔn)確、靈敏地測(cè)定食品中痕量釩，對(duì)維護(hù)生態(tài)，保障公眾健康有積極意義。釩的測(cè)定主要有分光光度法[3]、催化動(dòng)力學(xué)光度法[4]、原子吸收光譜法[5]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）[6]、極譜法[7]等。食品中的釩含量微小，多為μg/g水平，且基質(zhì)復(fù)雜，直接分光光度法的靈敏度難以滿(mǎn)足測(cè)定要求，其他方法均需使用大型昂貴儀器。若對(duì)樣品中的痕量釩進(jìn)行分離富集，則可大大改善分光光度法的靈敏度。濁點(diǎn)萃取是一種綠色、簡(jiǎn)便、低成本的分離富集方法，它利用非離子表面活性劑在水溶液中的“濁點(diǎn)”現(xiàn)象，通過(guò)改變?nèi)芤簻囟鹊葏?shù)引發(fā)兩相分離，將疏水性待測(cè)物萃取，已成功應(yīng)用于農(nóng)藥殘留[8]、重金屬[9]和天然產(chǎn)物[10]的分離富集。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在硫酸酸性介質(zhì)中，釩和N-苯甲酰-N-苯基羥胺（BPHA）作用，生成疏水性配合物，能被非離子表面活性劑Triton X-114萃取，據(jù)此建立了濁點(diǎn)萃取分光光度法測(cè)定痕量釩的新方法，并應(yīng)用于食品的檢測(cè)。

1 材料與方法

1.1 試劑、材料與儀器

N-苯甲酰-N-苯基羥胺（BPHA）：分析純，上海試劑一廠(chǎng)；偏釩酸銨、Triton X-100、無(wú)水乙醇、硫酸：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；試驗(yàn)用水為超純水；大米、大豆、茶葉、蜂蜜、決明子茶等材料：購(gòu)于十堰市本地超市。

UV-6100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；TDL-5A電動(dòng)離心機(jī)：金壇市富華儀器有限公司；SYC-15超級(jí)恒溫水?。耗暇┥Ａ﹄娮釉O(shè)備廠(chǎng)；TP-2不銹鋼電熱板：龍口市先科儀器公司；BSA224S電子天平：德國(guó)賽多利斯公司。

1.2 溶液配制

V（Ⅴ）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：200 mg/L，準(zhǔn)確稱(chēng)取0.114 8 g偏釩酸銨，用0.1 mol/L HCl定容于250 mL容量瓶中；V（Ⅴ）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：將上述儲(chǔ)備液用水逐級(jí)稀釋成200 μg/L的溶液；BPHA溶液：10.0 g/L乙醇溶液；TritonX-114溶液：5%（m/m）；硫酸溶液：1.0 mol/L。

1.3 樣品消解

準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品2.000 g，置于50 mL錐形瓶?jī)?nèi)，加入15 mL濃硝酸浸泡24 h，然后在通風(fēng)櫥中用電熱板加熱消解至樣品完全溶解，繼續(xù)加熱至近干，再加入0.5 mL高氯酸，加熱至白煙冒盡。若溶液顏色較深，應(yīng)繼續(xù)滴加高氯酸，加熱直至溶液無(wú)色。冷卻后用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至4左右，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，定容待測(cè)。

1.4 濁點(diǎn)萃取

在25 mL具塞玻璃離心管中加入25.00 mL V（Ⅴ）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液或樣品溶液，再依次加入1.2 mL硫酸溶液、0.7 mL BPHA溶液、2.5 mL TritonX-114溶液，搖勻后靜置反應(yīng)4 min。將離心管置于45℃恒溫水浴中加熱6 min，管內(nèi)溶液逐漸變成渾濁體系，取出后趁熱以4 000 r/min轉(zhuǎn)速離心2 min，富集了配合物的表面活性劑相沉積于管底，將離心管置于冰水浴中冷卻，沉積相變成粘滯液相，傾去上層液體，往管內(nèi)加入0.4 mL無(wú)水乙醇，振蕩使表面活性劑溶解均勻，轉(zhuǎn)移至1 cm/ 0.5 mL微量比色皿中，以試劑空白為參比，442 nm處測(cè)定吸光度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜

在380 nm～600 nm范圍內(nèi)掃描繪制濁點(diǎn)萃取液吸收光譜，如圖1。

由圖1可知，溶液最大吸收峰位于442 nm處，試驗(yàn)選擇442 nm為測(cè)定波長(zhǎng)。

圖1 吸收光譜Fig.1 Absorption spectra

2.2 反應(yīng)酸度的影響

BPHA和釩的配位反應(yīng)需在酸性條件下進(jìn)行，試驗(yàn)表明，在稀硫酸介質(zhì)中該反應(yīng)能順利進(jìn)行?？疾炝?.0 mol/L硫酸的用量，結(jié)果表明其用量在1.2 mL時(shí)富集液吸光度值最大，試驗(yàn)選擇加入1.0mol/L硫酸1.2mL。

2.3 配位劑用量的影響

按照試驗(yàn)方法考察了配位劑BPHA用量對(duì)反應(yīng)的影響，結(jié)果表明10.0 g/L BPHA溶液用量在0.7 mL時(shí)富集液吸光度值最大。由于BPHA的溶劑為乙醇，繼續(xù)增大其用量，會(huì)增大表面活性劑在水相中的溶解度，造成萃取率下降，試驗(yàn)選擇BPHA溶液用量為0.7 mL。

2.4 萃取劑的選擇和用量

濁點(diǎn)萃取常用的非離子表面活性劑有TritonX-100和TritonX-114，分別試驗(yàn)了它們的萃取能力，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TritonX-100的濁點(diǎn)溫度較高，為61℃～67℃，水浴加熱使其充分析相的溫度在80℃以上，在該溫度下釩配合物發(fā)生了分解，顏色褪去；TritonX-114的濁點(diǎn)溫度較低，充分析相的溫度為40℃～45℃，該溫度范圍內(nèi)配合物未分解，顏色繼續(xù)保持，故選用TritonX-114為萃取劑。加入不同體積的TritonX-114溶液進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如圖2。

圖2 萃取劑用量的影響Fig.2 Effect of extractant dosage

由圖2可知，TritonX-114溶液用量在2.5 mL時(shí)吸光度值最大，繼續(xù)增大用量，萃取后富集液體積相應(yīng)增大，降低了目標(biāo)物的濃度，造成吸光度值下降。試驗(yàn)選擇加入TritonX-114溶液2.5 mL。

2.5 配位反應(yīng)時(shí)間的影響

配位劑BPHA和釩的配位反應(yīng)需要一定時(shí)間才能平衡，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，吸光度值隨靜置反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，到4 min時(shí)達(dá)到最大，繼續(xù)增加反應(yīng)時(shí)間，吸光度值無(wú)明顯變化，試驗(yàn)選擇靜置反應(yīng)時(shí)間為4 min。

2.6 平衡溫度和平衡時(shí)間的影響

平衡溫度對(duì)萃取后沉積相的體積有較大影響，進(jìn)而會(huì)影響萃取效率，TritonX-114出現(xiàn)濁點(diǎn)溫度在20℃附近，考察了30℃～50℃平衡溫度對(duì)吸光度值的影響，結(jié)果表明，平衡溫度在45℃時(shí)吸光度值最大。在45℃水浴中平衡4 min～10 min，結(jié)果表明，平衡時(shí)間在6 min時(shí)吸光度值最大，增加平衡時(shí)間，吸光度值不再增大。故選擇在45℃水浴中平衡6 min。

2.7 干擾離子的影響

試驗(yàn)干擾離子對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，對(duì)于200 μg/L V（Ⅴ）的測(cè)定，相對(duì)誤差不大于5%時(shí)，以下干擾離子允許的倍數(shù)為：K+、Na+、NH4+、Cl-、SO42-、Ac-（5 000倍）；Mg2+、Ca2+、Zn2+、Mn2+（2 000倍）；Al3+、Ni2+、NO3-、PO43-（1 000倍）；Cu2+、Fe3+、Br-、NO2-、Ti（Ⅳ）（500倍）；Cr（Ⅵ）（100倍），可見(jiàn)本法有良好的選擇性。

2.8 線(xiàn)性范圍和檢出限

配制不同質(zhì)量濃度的V（Ⅴ）標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照試驗(yàn)方法繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)。V（Ⅴ）質(zhì)量濃度在5.0 μg/L～800 μg/L范圍內(nèi)與吸光度值呈良好的線(xiàn)性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程A=0.006 1+0.002 93 ρ（μg/L），r=0.999 7。以11次空白測(cè)定值標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍除以標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)斜率（3Sb/K），得檢出限為0.62 μg/L。對(duì)200 μg/L的V（Ⅴ）標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測(cè)定11次，結(jié)果的RSD值為2.2%。

2.9 樣品測(cè)定

按照試驗(yàn)方法測(cè)定了大米、大豆、茶葉、蜂蜜和決明子茶等樣品中的釩，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，測(cè)定結(jié)果的RSD在1.9%～3.4%之間，加標(biāo)回收率在98.0%～103.5%之間，精密度和準(zhǔn)確度良好。

表1 樣品測(cè)定結(jié)果（n=6）Table 1 Analytical results of samples（n=6）

3 結(jié)論

濁點(diǎn)萃取預(yù)富集分光光度法測(cè)定食品中痕量釩，利用非離子表面活性劑的“濁點(diǎn)”現(xiàn)象，通過(guò)改變溫度引發(fā)相分離，達(dá)到對(duì)溶液中痕量釩進(jìn)行分離富集的目的，提高了分光光度法的靈敏度，方法簡(jiǎn)便快速，不使用揮發(fā)性有機(jī)萃取劑，環(huán)境友好。測(cè)定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度良好，有應(yīng)用價(jià)值。

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Determination of Trace Amount of Vanadium in Foods by Spectrophotometric with Cloud Point Extraction

DING Zong-qing，CAO Jun
（Department of Biology，Chemistry and Environmental Engineering，Hanjiang Normal University，Shiyan 442000，Hubei，China）

A new method for the determination of trace vanadium in food samples by spectrophotometric after cloud point extraction was proposed.In acid medium，N-Benzoyl-N-Phenylhydroxylamine（BPHA）was used as a coordination agent，Triton X-114 was selected as extraction，separation and enrichment of trace vanadium in solution.The effects of experimental conditions such as acidity，concentration of coordination agent and surfactant，reaction time，equilibration temperature and time on cloud point extraction were discussed.Under the optimum conditions，a good linear relationship was obtained in the range of 5.0 μg/L-800 μg/L of the vanadium（r=0.999 7），the detection limits of 0.62 μg/L.The recoveries fell in the range from 98.0%to 103.5%and the relative standard deviations were between 1.9%and 3.4%.This method has been applied for the determination of vanadium in real samples such as rice and cassia seed with satisfactory results.

cloud point extraction；vanadium；spectrophotometry；foods；separation and enrichment

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.08.025

2016-11-10

湖北省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（Q20126002）；漢江師范學(xué)院重點(diǎn)科研項(xiàng)目（2015A01）

丁宗慶（1979—），男（漢），副教授，碩士，主要從事痕量分析研究。