（应用化学专业论文）水产品中微量元素的检测.pdf

硕士学位论文 摘要 摘要 本文围绕着水产品中微量元素的分析研究从以下几个方面进行 了有效的探索： ( 1 ) 研究了显色剂2 ( 5 b r ( 溴) 2 呲啶偶氮) 一5 二甲氨基苯酚 ( 5 b r - d m p a p ) 吸光光度法测定z n ( i i ) 的新方法。在p h 9 0 时，z n ( i i ) 与5 - b r - d m p a p 和非离子表面活性剂乙二醇辛基苯醚( o p ) 发生高 灵敏的显色反应，生成稳定的紫红色配合物。该配合物在5 5 6 n m 处 有一最大吸收波长，z n ( i i ) 含量在0 - 2 5l ae d 2 5 m l 范围内符合比耳 定律，表观摩尔吸光系数为= 7 7 4x1 0 4 l m 0 1 c m ，检出限为0 2 i lg 2 5 m l 。方法用于水产品中微量锌的测定，结果满意。 ( 2 ) 采用微波制样技术，用石墨炉原子吸收光谱法测定水产品 中痕量铍。结果表明，方法的线性范围为0 l o | lg l ，检出限为 0 0 7 6 n g g ，相对标准偏差为2 6 4 ，回收率为9 8 7 。方法准确、 快速、简便，并与常压酸消解法的结果比较，基本一致。 ( 3 ) 采用微波消解氢化物发生原子荧光光谱( h g a f s ) 法， 对食品中痕量硒进行了分析。利用阳离子交换法消除了阳离子的干 扰。对影响其荧光测量的各种因素进行了较为详细的研究，确定了 实验的最佳测定条件。结果表明：硒的检出限为o 1 5n g m l ，回收 率为9 3 7 - - 1 0 0 9 ，相对标准偏差( r s d ) d , 于2 8 。该法准确、 快速、简便，应用于水产品中硒的测定，结果满意。 ( 4 ) 研究了p 5 0 7 萃淋树脂预富集分离样品，试液用i c p a e s 法同时测定水产品样品中稀土元素l a 、s m 、y 、n d 的新方法。在 选定的最佳条件下测l a 、s m 、y 、n d 的检出限分别为0 0 0 5 2 、0 0 0 7 0 、 0 0 0 9 3 、0 0 1 6 11 1g m l ，回收率为9 3 4 一1 0 2 5 ，r s d 为1 3 一3 6 。 该法准确、快速、简便，应用于水产品的测定，结果满意。 关键词：水产品，吸光光度法，原子吸收法，氢化物发生一原子荧光 光谱法，电感耦合等离子体原子发射光谱法，微量元素 硕士学位论文 a b s t ra c t a bs t r a c t t h es t u d i e si nt h et h e s i sa r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： ( 1 ) an e wm e t h o df o rt h ea b s o r p t i o p h o t o m e t r i cd e t e r m i n a t i o no f z i n cw i t ht h ec o l o rr e a g e n t2 一( 5 一b r o m o 一2 一p y r i d y l a z o ) 一5 一d i m e t h y l a m i n o p h e n o li sr e p o r t e di nt h i sp a p e r i ti sf o u n dt h a tt h ez i n c ( i i ) i o n sc f l n r e a c tw i t h5 b 1 - d 佃apa n do pa tp h 9 0 t of o r mav i o l e tr e d c o m p l e x 劝ea b s o r p t i o nm a x i m ao ft h ec o m p l e xl i e s a t5 5 6 n m b e e r sl a wi s o b e y e do v e rt h er a n g eo fo 2 5 l lg 2 5 m lf o rz i n c ( i i ) ma p p a r e n t m o l a ra b s o r p t i v i t yi s = 7 7 4 10 耳l t o o l c m md e t e c t i o nl i m i ti s f o u n dt ob e0 2l i l g 2 5 m l 硼1 em e t h o dh a sb e e nu s e df o rt h e d e t e r m i n a t i o no fz i n ci nf r e s h w a t e rp r o d u c t sw i t hs a t i s f a t o r yr e s u l t s ( 2 ) t r a c eb e r y l l i u mi n f i s hw a sd e t e r m i n e db yt h em i c r o w a v e d i g e s t i o nt e c h n i q u ea n dg r a p h i t ef u e n a c e a t o m i ca b s o r p t i o ns p e c t r o m e t r y t h el i n e a rr a n g ei s0 - 10pg l ，t h ed e t e c t i o nl i m i ti s o 0 7 6 n g g ，h e r e c o v e r yw a s9 8 7 a n dt h er s dw a s2 6 4 t h em e t h o dw a s a c c u r a t e ，r a p i da n ds i m p l e ，t h er e s u l t so fd e t e r m i n a t i o nb yt h i sm a t h o d w e r ec o m p a r e dw i t ha c i dd i g e s t i o na ta t m o s p h e r ew e r es a m e i ti su s e d i nt h er o u t i n ea n a l y s i so ff i s h ( 3 ) i ti sr e p o r t e d i nt h i s p a p e rt h a tt h e m i c r o w a v ed i g e s t i o n t e c h n i a u ei su s e di nt h e i o n - e x c h a n g e s e p a r a t i o nh y d r i d eg e n e r a t i o n a t o m i cf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r yd e t e r m i n a t i o no ft r a c es e l e n i u mi n f o o d s r n l ev a r i o u sf a c t o r sa f f e c t i n gf l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo fs e l e n i u m w e r ee x a m i n e di nd e t a i l s t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sf o rt h ed e t e r m i n a t i o n i st e s t e da n dd i s c u s s e d t h ed e t e c t i o nl i m i ti s0 15 n g m l t h er e c o v e r i e s o f t h em e t h o da r e9 3 7 一1 0 0 9 ，r s d o 9 9 9 0 ，回收率范围为8 6 1 0 4 ，相对标准偏差0 7 6 8 。 ( 4 ) 质谱法 质谱法是将被测物质离子化，按离子的质荷比分离，测量各种离子谱峰的 强度而实现分析目的的一种分析方法。可是普通质谱法由于无机物难以被气化 及电离能高等因素而不能对其进行分析。但是将i c p 与质谱连接后，由于它与 质谱提供了无机物分析所需要的离子源，因此i c p m s 法在微量元素分析上获 得了广泛的应用 2 0 1 。 ( 5 ) 毛细管电泳法 毛细管电泳法作为一种新型的分离技术，具有分离效率高、速度快、样品 耗量少等优点，广泛地应用于药物、生物、临床医学等领域。它是以电渗流为 驱动力，依据样品中各组分之间电泳淌度和分配系数的差异实现分离的。金属 离子在毛细管电泳中的分离很大程度上取决于离子的当量电导，因此在对它们 进行分离时常常要加入络合剂，以改变单个离子的淌度，取得最佳的分离效果 【2 1 1 。常用的络合剂主要是有机酸盐。g l o r i aa l v a r e z - l l a m a s 等 2 2 1 将毛细管电泳 与电感耦合等离子质谱( i c p m s ) 检测仪相结合在不同金属领域进行原子特性 分析，多元素特性分析。他们采用不同的方法来实现毛细管电泳电感耦合等离 子体质谱( c e i c p m s ) 的结合，同时试探在基于传统的、微米级的和不稳定 物质之间寻找结合面，在提高c e i c p m s 结合方面的灵敏度和微量元素的测定 方面取得了进展性的研究成果。 ( 6 ) 原子荧光法 原子荧光光谱法是通过测定待测元素的原子蒸汽在辐射下所产生的荧光而 对样品进行分析。1 9 6 4 年原子荧光光谱法用与分析领埘7 引，1 9 7 0 年提出了非色散 型火焰原子荧光测汞装置【2 3 2 4 】。此后，国内外有了许多研究与进展的报告口5 础】。 目前使用最多的是氢化物发生原子荧光，就是元素氢化物发生之后形成的气态氢 化物用原子荧光仪器来检测，它可以测量溶液中的砷锑铋汞硒铅等十一种元素。 氢化物发生原子荧光具有灵敏度高，检出限低的优点。 4 硕士学位论文第一章文献综述 江志刚【2 9 】等研究了氢化物原子荧光法测定水产品中砷的分析条件，试验了 酸介质、预还原剂用量对测定砷的影响及水产品中常见元素对测定的干扰情况， 选择了仪器的最佳氢化物发生条件。用不同的消解方法测定了标准物质贻贝和对 虾，其中两种消解方法测定结果与推荐值吻合。相对标准偏差分别小于3 9 和2 8 。蔡玲【3 0 】采用微波消解氢化物发生原子荧光光谱法，用l 半光氨酸预还原法， 对水产品中砷和锑进行了分析。 上世纪9 0 年代发展的流动注射发生法和原子吸收法及原子荧光法结合起来 测定硒，简便、快速、灵敏度高、干扰少，是测定痕量硒的有效手段。溶液雾化 直接火焰原子化测定灵敏度低，没有实际应用意义。石墨炉原子吸收光谱法测定 硒存在严重基体干扰，且硒易挥发，选用合适的基体改进剂是消除干扰、提高灵 敏度的有效手段。电感耦合等离子体原子发射法( i c p a e s ) 能进行多元素同时 测定，方便、快速，但测定硒时因检出限低而较少采用。氢化物原子荧光光谱法， 测定食品中硒准确度高，灵敏度高，线性范围宽，干扰少已列入国标法，食品中硒 的测定多采用此法【3 1 4 3 1 。郝林华阱】等对氢化物发生原子荧光法测定食品、水产 品及饲料中硒的方法进行了研究，采用改进的湿法消解法消解样品，并对各种最 佳分析条件进行探讨。方法的捡出限为0 4 n g m l ，线性范围为0 - 4 0 0n g m l ，回 收率为8 8 4 9 8 5 。 ( 7 ) 其他方法 电化学法。包括电位滴定法、溶出伏安法、催化极谱法、离子选择电极法等， 应用较多的是溶出伏安法和催化极谱法，具有仪器简单、灵敏度高、应用范围广 等特点。文献【3 5 】用n a t i o n 修饰金膜玻碳电极溶出伏安法测定痕量硒，解决了非 汞电极测定硒时重现性差的问题，同时改善了灵敏度和选择性。汪模辉【3 6 】用催化 极谱法测定茶叶和大麻笋中的痕量硒，采用二阶导数法测定，线性范围为0 - 5 0 n g 2 5m l ，检出限为1 1 4 4n g 2 5m l 。 气相色谱法( g c ) 测定四价硒有很高的灵敏度和可靠性。原理是邻苯二胺 及其衍生物选择性地与四价硒生成苯并硒二唑，通过色谱法分离，用电子捕获 器进行检测。靳利娥 3 7 】将枸杞用密封消化罐分解消化，加入k b h 4 将其中的 硒转化为氢化物，用液氮冷阱捕集、浓缩，通过g d x 1 0 4 色谱柱进行分离， 检出限为8 6 1 0 1 1g 。高效液相色谱法( h i g hp e r f o r m a n c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h y ，简称h p l c ) 与g c 原理相似，使用的是荧光检测器。 1 2 2 微量元素的形态分布 依据国际纯粹化学和应用化学联合会( i n t e r n a t i o n a lu n i o no fp u r ea n d a p p l i e dc h e m i s t r y ，简称i u p a c ) 定义：元素的形态是指该元素在不同类化合 物中的表现或分布；形态分析是样品中元素的一个或多个化学形态的定性和定 硕士学位论文第一章文献综述 量分析活动【3 8 】。元素的形态分析是确定在样品中的各种形态以及各形态的分布 与含量。 对于水产品中微量元素的研究，不但要考虑种类和含量的高低，更重要的 是要研究它们的存在形态。从分子水平看，有害金属元素对生物体的毒性主要 表现在以下三个方面i j w ： ( 1 ) 有害金属元素取代了生物体中某些活性大分子中的必需元素。例如， 生物体中一些蛋白激酶需以m 孑+ 为辅助因子，由于b a 2 + 与某些蛋白激酶的结 合强度比m 孑+ 大，因此b a 2 + 可以取代蛋白激酶中原有的m 矿+ ，从而抑制酶的 活性。 ( 2 ) 有害金属元素影响并改变生物大分子活性部位所具有的特定空间构 象，使生物大分子失去原有的生物学活性。 ( 3 ) 有害金属元素能改变生物大分子的重要生物学功能。例如，摄入体内 的h 孑+ 、a 孑+ 等重金属能与生物体内某些酶蛋白分子中的半胱氨酸残基中的 s h 基结合，抑制酶蛋白的摧化活性。 从有害金属使生物体中毒的分子机理不难看出，有害金属元素的毒性都是 以金属元素与生物大分子的配位能力为基础。由于金属元素与生物大分子的结 合能力主要取决于金属元素的化学形态，因此同一种金属元素的不同化学形态 可以产生不同的生物效应。例如，c r ( i i i ) 是人体必需的微量元素，而c r i ) 则 对人体具有很高的毒性【4 0 】。有害金属元素的毒性高低同样与其化学形态有关， 例如，不同化学形态砷化物的半致死剂量( l d 5 0 ) 可以相差数百倍，亚砷酸盐的 l d 5 0 为1 4 1 0 m g k g ，而存在于海产品中的砷甜菜碱( a s b ，a r s e n o b e t a i n e ) 的 l d 5 0 1 0 0 0 0m e , k g t 4 1 1 。由于有害金属元素的毒性在很大程度上取决于其化学 形态，因此近年来利用形态分析技术研究有害元素的毒性受到了国内外研究者 的广泛重视。微量元素对于人体以及环境的生理作用与其存在形态有密切联系， 形态分析已是当前环境科学、生物化学和生命科学领域颇为活跃的前沿性课题。 目前，开展元素形态分析的研究，推动分析化学向更深层次发展，已成为各国 分析化学家所面临的挑战性新课题。 对元素的形态分析的研究集中在大气、土壤和水环境中【4 2 删，而水产品中 总微量元素分析形态这一重要领域研究尚处于起步阶段。食品安全问题关系到 人类的健康，因此食品的检测一直备受关注。对于食品中元素的检测来说，仅 仅测定总元素的含量是不够的，因为同一元素的不同形态可能具有完全不同的 化学和毒理性质。 氢化物发生原子荧光适合在形态分析中当检测器。p a t r i c i a c a v a - m o n t e s i n o s t 4 5 j 等通过在不同条件下多次测量之后建立方程，然后通过数学 6 硕士学位论文第一章文献综述 法求得结果的方式用氢化物发生原子荧光测定水、尿样中的砷形态，测样时间 很长，计算过程繁杂。近年来，常用于形态分析的方法是联用技术。首先是对 不同的形态进行分离，分离之后再进行处理使它们转变为能被检测的形式，最 后再用灵敏度高和选择性好的检测器检测。氢化物发生原子荧光光谱性价比高， 而且氢化物发生装置可以作为元素形态分离和检测器之间的联用接口，所以在 形态分析中应用广泛 4 6 - 5 4 。 韦昌剑5 5 】等介绍了s a 1 0 形态分析仪在分析动物型海产品和植物型海产 品中的砷形态以及在分析富硒营养品和富硒茶中的硒形态中的应用。大部分砷、 硒形态的最小检测浓度小于l n g m l 。食品中的硒多以硒蛋白和硒代氨基酸等有 机态存在。硒蛋白的分离纯化方法有盐析法、离子交换法、薄层色谱、凝胶色 谱、气相色谱及电泳法等。吴永尧【5 6 】等用2 s 0 4 分段盐析，分子筛柱层析， 分离出水稻中硒蛋白组分。谢申猛【5 7 l 等采用凝胶电泳技术分离恩施高硒地区大 豆中含硒蛋白组分，分辨出2 7 条蛋白条带，用高效液相色谱荧光法对这些条 带分别进行硒含量测定。文献【5 8 】用透析法使硒酵母中有机硒和无机硒分离，再 用氨基酸分析仪测定了硒酵母中硒代胱氨酸和硒代蛋氨酸，采用低速长柱，与其 它氨基酸的分离度达9 0 以上。农晋琦t 5 9 等将硒半胱氨酸甲基化，硒胱氨酸还 原后再甲基化生成甲基硒半胱氨酸与溴化氰发生专一性反应生成硒氰酸甲酯， 再用气相色谱法测定了硒酵母和硒蛋白中的硒氨基酸。李方实唧l 提出了一种菏 效液相色谱分离和i c p m s 或f a a s 作为元素专一检测器在线测定硒的化学形 态方法，用e s ah i 阳离子色谱柱以柠檬酸铵为流动相，分离测定三甲基硒离子、 硒代蛋氨酸、亚硒酸和硒酸盐。各种联用技术中h p l c - i c p m s 和c e - i c p m s ： 灵敏度较高。文献【6 1 谰r p h p l c i c p m s 分析海鸥蛋中的有机硒化合物， 分析出6 种硒化合物。h p l c i c p - m s 和c e i c p - m s 联用技术进行形态分析 常需同标准物质对照完成，尽管可灵敏提供样品分离后相应元素测量信息，但 不能给出对应的结构组成，电喷雾质谱技术( e l e c t r o s p r a yi o n i z a t i o nm a s s s p e c t r o m e t r y ，简称e s i m s ) 与h p l c 、c e 等分离手段联用可完全地分析溶 液中存在的金属类生物大分子化合物的化学键结构与金属结合或螯合的特定蛋 白质、氨基酸分子的结构，但其灵敏度较低。 有害金属元素的形态分析有多种方法1 6 2 1 。如阳极溶出伏安法( a s 。金属 元素透过细胞膜的过程与阳极溶出伏安法中金属离子穿过扩散层而蓄积在电极 上的过程十分相似。因此，阳极溶出伏安法常被用来分析金属元素的毒性形态。 目前，阳极溶出伏安法已被用于p b 、c r 、c u 等多种金属的毒性形态分析，而 且分析结果与生物试验所获得的金属毒性也具有较好的一致性【6 3 】。虽然利用阳 极溶出伏安法测定有害金属元素的毒性形态具有很高的灵敏度，而且在一定程 7 硕士学位论文第一章文献综述 度上能获得测定结果与金属毒性的一致性，但是利用阳极溶出伏安法的测定结 果，评价食品中有害金属元素的毒性，仍存在着一些不足之处。首先，金属元 素通过生物膜的过程与阳极溶出伏安法中金属离子通过扩散层的过程仍有一定 差异，因此这种模拟与生物体中的实际情况并不完全相符。其次，阳极溶出伏 安法只能测定出样品中一大类金属形态的含量，无法区分并测定各种不同形态 的有害金属含量，而且不能够专一性地区分出对生物体毒性很大的脂溶性金属 络合物的数量，这些问题都有待进一步研究解决。 由于高毒性形态的金属( 主要为游离的离子和一些不稳定的简单络合物) 和低毒性形态的金属( 主要为稳定的有机络合物和胶体络合物) 在粒度大小上 差异悬殊( 从1n n l 到几百r i m ) ，因此可以根据重金属对滤膜的透过性能判断其 毒性高低。超滤法和透析法就是根据这一原理对金属的毒性形态进行分析测定。 目前，滤膜方法已被用于一些金属的形态分析1 6 4 。利用滤膜法进行有害金属形态 分析的主要缺点是，由于膜对金属的吸附而影响分析结果的准确性。此外，膜 的价格昂贵也影响了该方法的广泛使用。利用离子交换树脂对不同毒性形态金 属吸附能力的差异，通过测定吸附在离子交换树脂上的高毒性形态的重金属量， 可以快速判断样品中重金属毒性的高低。利用离子交换树脂法测定金属元素毒 性形态的关键之一是选择合适的树脂类型。 色谱法因对不同化学形态的金属元素具有较强的分离能力而被广泛地应用 于有害金属元素的形态分析中。由于不同化学形态金属元素的理化性质不同， 因此在色谱分离时对柱型、流动相、p h 及分离模式等要求均不相同，采用不 同的色谱条件就可以对不同化学形态的金属元素加以分离。例如，可以根据不同 形态砷化物的解离常数( p l o ) 的差异，利用高效液相色谱法对砷酸( p l o 2 1 3 、 6 1 8 、1 1 1 6 ) ，亚砷酸( p k a ：9 1 2 ) ，单甲基砷酸( p i o 2 1 6 、8 1 2 ) ，二甲砷酸( p i o 6 1 2 ) 以及砷甜菜碱( p k a ：2 1 2 ) 等不同形态的砷化物进行分离。根据上述原理， z h a n g 6 5 】等成功地利用聚苯乙烯2 二乙烯基苯基阳离子交换色谱分离了单甲基 砷酸、二甲基砷酸、砷甜菜碱和砷胆碱络合物，又用c 1 8 反相离子对色谱分离 了a s ( i i i ) 及a s d 。在应用色谱法分析金属元素的化学形态时，为了提高灵 敏度，常常将色谱法同其他技术联用。例如，z h a n g 6 5 j 等利用离子交换色谱分 离测定不同形态的砷化物，检测限仅为1 1 0 - - 1 1 5 1 t g l 。一些研究者通过将离子 交换色谱与i c p m s 联用，可以使砷化物的检测限达到0 1 0 4 i t g “删。其他可 与色谱法联用的技术还有h g a a s 、h g i c p a f s 等。 毛细管电泳( c e ) 法具有样品用样量少、速度快、分辨率高、柱效高等优点， 每米理论塔板数可达上百万。因此，该方法可用于对有害金属不同化学形态的高 效分离。毛细管电泳法的基本原理是根据不同组分的表观电泳力( 表观淌度) 的 8 硕士学位论文第一章文献综述 差异实现对不同组分的分离，因此毛细管电泳法在分离过程中可以保证形态粒子 和形态物质的稳定性，使分离结果不受仪器或其他方面的影响，克服了色谱法中 由于待分离组分与固定相之间的相互作用而影响形态平衡和分布的缺点。对不同 化学形态的金属元素而言，只要它们在结构或电荷上有差异，就可以利用毛细管 电泳法进行分离。目前，毛细管电泳技术已被用于多种有害金属元素的形态分析， 例如，利用毛细管电泳柱上u v 检测的方法，在p h 4 1 5 - - 一6 1 5 的磷酸缓冲液中可 以x c a s ( i i i ) 、a s ( v d 、单甲基砷酸和二甲基砷酸进行分离测定1 6 7 1 。而将间接 紫外检测法( i o v ) 、间接激光诱导荧光检测( i l 球) 等技术与毛细管电泳法联用， 可大大提高该方法的检测灵敏度嘟】。 1 3 本课题的主要研究内容 本课题利用分光光度法、石墨炉原子吸收光谱法( a a s ) 、电感耦合等离子 体原子发射光谱法( i c p - a e s ) 和原子荧光光谱法( a t o m i cf l u o r e s c e n c e s p e c t r o m e t r y ，简称a f s ) 对水产品中的微量元素进行了分析，确定了最佳分析 方案，为水产品中微量元素的检验与控制提供了快速可行的新方法。本课题主要 研究内容如下： ( 1 ) 研究了显色剂2 ( 5 b r - 2 呲啶偶氮) 5 二甲氨基苯酚( 5 b r - d m p a p ) 吸 光光度法测定z n ( 1 i ) 的新方法。在p h 9 0 时，z n ( i i ) 与5 b r - d m p a p 和非离子表面 活性剂乙二醇辛基苯醚( o p ) 发生高灵敏的显色反应，生成稳定的紫红色配合 物。该配合物在5 5 6 n m 处有一最大吸收波长，z n ( i i ) 含量在0 2 5ug 2 5 m l 范围内 符合比耳定律，表观摩尔吸光系数为- 7 7 4 x1 0 4 l m o l c m ，检出限为0 2 | i g 2 5 m l 。 ( 2 ) 采用微波制样技术，用石墨炉原子吸收光谱法测定水产品中痕量铍。 结果表明，方法的线性范围为0 - l oug l ，检出限为0 0 7 6 n g g ，相对标准偏差为 2 6 4 ，回收率为9 8 7 。方法准确、快速、简便，并与常压酸消解法的结果比 较，基本一致。 ( 3 ) 采用微波消解氢化物发生原子荧光光谱( h g a f s ) 法，对水产品 中痕量硒进行了分析。利用阳离子交换法消除了阳离子的干扰。对影响其荧光 测量的各种因素进行了较为详细的研究，确定了实验的最佳测定条件。结果表 明，硒的检出限为0 1 5n e d m l ，回收率为9 3 7 - 1 0 0 9 ，相对标准偏差( r s d ) 小于2 8 。结果表明方法快速、简便、灵敏度高、实用性强。 ( 4 ) 研究了p 5 0 7 萃淋树脂预富集分离样品，试液用i c p a e s 法同时测定 水产品样品中稀土元素l a 、s m 、y 、n d 的新方法。在选定的最佳条件下测l a 、 s m 、y 、n d 的检出限分别为0 0 0 5 2 、0 0 0 7 0 、0 0 0 9 3 、0 0 1 6 1ue d m l ，回收率 9 硕士学位论文 第一章文献综述 为9 3 4 1 0 2 5 ，r s d 为1 3 3 6 。方法准确、快速、简便，应用于水产品 的测定，结果满意，适合水产品中微量元素的快速测定。 1 0 硕士学位论文 第二章5 - b r - d m p a p 吸光光度法测微量锌 2 1 引言 第二章5 - b r - d m p a p 吸光光度法测微量锌 锌是人体中含量最高的微量金属元素。锌的生物功能是多方面的，如参与 各种酶、核酸和蛋白的合成；参与人体免疫功能及维生素a 的代谢，增强机体 抗感染能力等。人体缺锌时，会出现生长发育迟缓，并诱发多种疾病的产生。 因此，测定锌的含量在临床上具有重要的价值【叫，建立简便准确测定锌的方法 成为分析工作者关注的问题。 目前，测定食品中微量锌含量的标准方法为双硫腙比色法和原子吸收法 7 0 - 7 1 1 ，这两类方法的特点是灵敏度不高且选择性差；i c p - a e s 法则仪器昂贵， 并存在多谱线干扰现象，难以普及和推广 7 2 1 。本文研究发现，在p h 9 0 时，o p 存在下，利用掩蔽作用，样品不经分离，可直接进行锌的测定。该方法已用于 水产品中的微量锌的测定。 2 2 实验部分 2 2 1 仪器和试剂 岛津u v - 2 4 0 分光光度计，p h s 一2 型酸度计。 z n ( i i ) 标准溶液( 0 1 m g m l ) ：使用时稀释至所需浓度：5 - b r - d m p a p 乙醇 溶液( 1 0 x1 0 3 m o l l ) ；o p 水溶液( 1 0 ) ；硼砂盐酸缓冲溶液( p h - - - 9 0 ) ；丁 二酮肟( 1 0 9 l ) ；k f ( 2 0 9 l ) ：h c i ( 5 m o l l ) ；e d t a ( 0 0 5 t o o l l ) ；三乙醇胺( 5 0 9 l ) ； 所用试剂均为分析纯，水为经离子交换树脂柱纯化的蒸馏水。 2 2 2 实验方法 于2 5 m l 容量瓶中，加入1 0 i ig 锌标准溶液，依次加入硫脲溶液1 0 m l ， 酒石酸钠1 0 m l ，丁二酮肟1 0 m l ，k f 溶液2 0 m l ，e d t a 2 0 m l ，硼砂盐酸 缓冲溶液4 0 m l ，o p 溶液2 0 m l ，5 - b r - d m p a p 溶液2 0 m l ，用水稀释至刻度， 摇匀，用i c m 比色皿，以试剂空白作参比，于5 5 6 n m 处测其吸光度。 2 3 结果与讨论 2 3 1 试剂及配合物的吸收光谱 按实验方法测得试剂空白对水和配合物对试剂空白的吸收光谱，结果表明 在p h 9 0 时，试剂空白对水入m s x = 4 5 0 n m ，配合物对试剂空白入m a x - - 5 5 0i l m ， 硕士学位论文 第二章5 - b r - d m p a p 吸光光度法测微量锌 最大吸收波长红移1 0 6 n m 。 2 3 2 酸度对显色反应的影响 按实验方法，只改变溶液的p h 值，以相应的试剂空白为参比，在入为4 5 0 l l l n 处测量吸光度。结果如图2 - 1 所示。从图中可以得出p h 值在8 0 1 0 5 范围 内吸光度大且恒定，实验选用p h 值为9 0 。 图2 - 1酸度对显色反应的影响 2 3 3 试剂的选择及用量 分别研究了各种试剂的不同量对吸光度的影响，结果表明，在下述条件下 可获得最大且恒定的吸光度：1 0 硫脲溶液1 0 m l ，5 酒石酸钠1 0 m l ，1 丁 二酮肟1 0 m l ，2 k f 溶液2 0 m l ，0 0 5 m o l l e d t a 2 0 m l ，p h - - - 9 0 硼砂盐酸 缓冲溶液4 0 m l ，1 0 o p 溶液2 0 m l ，1 0 1 0 3 m o l l 5 b r - d m p a p 溶液2 0 m l 。 2 3 4 显色速度及配合物的稳定性 在室温下锌与5 - b r - d m p a p 显色反应迅速，配合物1 0 m i n 即发色完全，且 配合物的吸光度稳定2 4 h 内无变化。 2 3 5 工作曲线 按照实验方法，分别取0 、5 0 、1 0 0 、1 5 0 、2 0 0 、2 5 0l ag 2 5 m l 的锌溶液 进行测定，结果如图2 2 所示。 1 2 循 够 髓 t 1 o n o o 越粜签 硕士学位论文第二章5 - b r - d m p a p 吸光光度法测微量锌 1 2 1 0 8 婪8 督 4 2 o 图2 - 2标准工作曲线图 从图可知z n ( i i ) 量在0 , - - 2 5 | lg 2 5 m l 范围内符合比耳定律。回归方程为 a = 0 4 7 3 8 e + 0 0 0 6 0 ( a 为吸光度、c 为z n ( i i ) 的浓度，单位是i ig 2 5 m l ) ，相关 系数y = o 9 9 9 7 ，表观摩尔吸光系数为7 7 4 x1 0 4 l m o l e m 。 2 3 6 共存离子的影响 在选择的实验条件下，当z n ( 1 i ) 在1 0pg 2 5 m l ，加入下列离子产生的相对 误差5 ( 以m g 计) ：k + 、n a + 、旷、c i 、n 0 3 。、c a 2 + 、m ：9 2 + 、m o ( v i ) 、 b a 2 + 、s p 、m n 2 + 、c d 2 + 、h 矿、胛+ 、w ( v i ) 、c r ( 9 1 ) 、c r ( v i ) 、c u 2 + 、c 0 2 + 、， n i 2 + 、f e 3 + 。具体如表2 1 所示。 2 3 7 样品分析 取新鲜鲤鱼一条，去皮、内脏和骨头后，称取鱼肉5 9 于瓷坩埚中，置于电 炉上碳化0 5 h ，再置于5 5 0 马弗炉中灼烧4 h ，取出冷确至室温；用5 m l 的 h c l ( 5 m o l l ) 溶解白色残渣，过滤后转入2 5 m l 容量瓶中，坩埚用h c i ( 5 m o l l ) 洗涤三次，洗涤液并入2 5 m l 容量瓶中，定容，摇匀，移液，按实验方法显色， 平行测定9 次，结果见表2 - 2 。可知，用分光光度法测定新鲜鲤鱼肉锌，其回收 率为9 4 6 - - 一1 0 2 9 5 ，相对标准偏差为1 4 3 3 5 8 ，方法具有良好的精密 度和准确度。 硕士学位论文第二章5 - b r - d m p a p 吸光光度法测微量锌 表2 - 2 样品测定结果 2 4 小结 采用分光光度法，建立了水产品中微量锌定量分析方法，并讨论了显色条 件、干扰离子测定结果的影响。实验结果表明，z n ( i i ) 量在毗5 l ag 2 5 m l 范围 内呈线性关系，其线性相关系数y = 0 9 9 9 7 ，应用于水产品中锌的测定，其回收 率为9 4 6 , - 一1 0 2 9 5 ，相对标准偏差为1 4 3 - 3 5 8 ，方法具有良好的精密 度和准确度。 1 4 硕士学位论文第三章微波消解一石墨炉原子吸收测定水产品中的痕量铍 第三章微波消解石墨炉原子吸收测定水产品中的痕量铍 3 1 引言 铍为对人体有害金属元素之一，有致癌性。金属铍与氧化铍由于不易溶解， 几乎不为人体所吸收，毒性很小，但铍盐易溶，故毒性较大。可溶性镀盐可使 动物内脏产生炎症和骨的肉肿性变化。微量的铍能抑制酶的作用，特别是抑制 磷酸酶和三磷酸腺苷酶的活性 7 3 1 。一般食品中不应该有金属铍存在，但在河水 和矿泉水中均不同程度地含有铍，由于生活在水体中的鱼虾类本身对水体中的 各种元素具有一定的富集作用，因此水产品中铍元素的含量高低也反应了水体 质量的好坏。 微波消解是一种样品的处理方法，其原理是通过微波辐射引起的内加热和吸 收极化作用所达到的较高温度和压力，使消解速度大大加快，消解效率大大提高， 并减少了氧化剂的用量，同时样品的消解是在密闭容器中进行，避免了样品的挥 发，已广泛应用于各样品处理【7 5 1 。石墨炉原子吸收光谱法( g f a a s ) 测铍具 有较高的灵敏度，孙听采用g f a a s 法成功地测定了河水中的铍【1 6 】，李小英等人 采用微波炉溶样平台原子吸收法直接测定了沉积物中的痕量铍r 7 6 1 ，本文采用微波 制样技术，采用g f a a s 法测定水产品中痕量铍，并与常压湿法消解比较，取得 了良好的效果。 3 2 实验部分 3 2 1 仪器和试剂 o r i e n tm d s 9 0 0 0 型微波消解系统( 西安奥瑞特科技发展公司) ；p e4 0 0 0 型原子吸收分光光度计，h g a - 4 0 0 型石墨炉，铍空心阴极灯； 铍标准贮备液1 0 0 0 m g m l ：0 5 0 0 0 9 光谱纯铍粉加入2 0 m l 硝酸( 1 + 2 ) ， 加热溶解，定容5 0 0 m l ；碳酸钡、氧化镧溶液5 ( w ) ；硝酸镁、硝酸铝、 硝酸锶、钙盐( 碳酸钙+ 硝酸) 、抗坏血酸溶液4 m g m l ：硝酸；过氧化氢；氢 氟酸；试验所用试剂均为优级纯试剂，溶液使用过程中按要求逐渐稀释；水为 亚沸蒸馏水。 3 2 2 仪器工作条件 波长为2 3 4 9 n m ，光谱通带宽度0 7 n m ，灯电流1 2 5 m a 。石墨炉原子化程 序：干燥1 0 0 1 2 0 ，升温3 s ，保持1 5 s ；灰化1 0 0 0 c ，升温3 s ，保持2 0 s ；原 子化2 6 0 0 ，升温l s ，保持5 s ，氩气流中断；净化2 8 0 0 、升温1 s ，保持5 s 。 硕士学位论文第三章微波消解一石墨炉原子吸收测定水产品中的痕量铍 3 2 - 3 样品处理 取新鲜鲤鱼一条，去皮、内脏和骨头后，准确称取定量鱼肉于消解罐中， 置于红外干燥箱内蒸发至近干，分别加入5 0 m l h n 0 3 ，2 0 m l h 2 0 2 ，拧紧罐盖， 进行消解。设定控制压力为4 0 0 k p a ，微波消解程序为2 0 0 w1 2 0 s ，3 0 0 w 3 0 0 s ， 4 0 0 w 4 8 0 s 。消解结束，待冷却后取出消解罐，置于红外干燥箱内蒸发至近干， 冷却后转移至1 0 0 m l 容量瓶中，用硝酸( 1 + 9 9 ) 定容。用g f a a s 法测其铍含 量。同时做一份空白。 3 3 结果与讨论 3 3 1 微波消解酸的选择 水产品富含蛋白质与矿物质，各成分的物理化学性质( 吸附、挥发性、溶 解度及氧化还原性) 差异很大。根据基体的组成及不同酸对微波吸收率，试验 了h n 0 3 h 2 0 2 h 2 0 、h n 0 3 h 2 0 、h n 0 3 h f - h 2 0 体系消解样品。由于鱼体内富 含有机物，采用h n 0 3 i - 1 2 0 体系消解所耗试剂量大；另两种体系均能较好消解 样品，但h n 0 3 - i - w - h 2 0 体系中由于氢氟酸的引入，会干扰铍的测定，同时会 严重腐蚀石墨管降低其使用寿命；而h n 0 3 h 2 0 2 i - 1 2 0 体系消解过程中，过氧化 氢分解所产生的氧非常有利于消解有机物，因此本文提出了h n 0 3 。h 2 0 2 - h 2 0 为 最佳消解体系，但由于能导致瞬间压力的上升，控制其用量不宜超过3 0 m l 。 3 3 2 石墨管涂覆液的选择 将石墨管置于5 的碳酸钡溶液中浸泡过夜，取出后于红外灯下烘干，取 1 0 0l al 5 的碳酸钡溶液注入石墨管中，在1 2 0 下干燥l r n i n ，8 0 0 灰化3 0 s ， 2 5 0 0 ( 2 活化1 0 s ，重复三次，制得碳酸钡涂覆管一个。同样方法制得氧化镧涂 覆管一个。分别用镧、钡涂覆管测定样品中的铍，结果表明，二者均能给出良 好的结果，但不能完全消除基体的干扰。在考察选择基体改进剂的同时，本文 选用钡盐涂覆石墨管。 3 3 3 基体改进剂的选择 基体改进剂的加入可以消除干扰、提高灰化温度和分析灵敏度。试验了硝 酸镁、硝酸铝、硝酸锶、钙( i i ) 盐、抗坏血酸对铍的分析灵敏度的影响，五 种基体改进剂均能改善铍的分析灵敏度，其中加入2 5 m g l 钙( i i ) 盐基体改 进剂时测得铍的吸收信号最大，本文选用钙( i i ) 盐为基体改进剂。 1 6 硕士学位论文第三章微波消解一石墨炉原子吸收测定水产品中的痕量铍 3 3 4 标准工作曲线 按所选工作条件，进样1 0pl ，测定一系列铍标准使用液的吸光度，仪器 自动绘制标准曲线，铍的浓度在肚1 0l lg l 内线性良好，检出限( 3 s ) 为 0 0 7 6 n g g 。 3 3 5 共存离子的影响 在选择的实验条件下，测定5 0 n g 铍时，加入下列离子进行不干扰测定( 以 l lg 计) ：k + 、n a + 、c a 寸( 1 0 0 0 ) ；m n 2 + 、m g + ( 5 0 0 ) ；f e 3 + ( 3 0 0 ) ：c u 2 + 、z n 2 + ( 2 0 0 ) ； c d 2 + 、n i 2 + 、p b 2 + ( 1 0 0 ) 。结果如表3 - 1 所示，由此表明本法可以完全消除试样的 基体的影响。 表3 - 1共存离子的影响 3 3 6 样品分析与比较 取5 组成分按实验条件分别利用用微波消解和常压消解分析水产品中痕量 铍，结果如表3 2 所示。( 单位为u g ) 1 7 硕士学位论文第三章微波消解石墨炉原子吸收测定水产品中的痕量铍 表3 - 2分别利用用微波消解和常压消解测定5 组成分的结果u g 将微波消解和常压消解实验数据进行分析与比较，结果见表3 3 。实验结果 表明，两种方法均可用于水产品中铍的测定，结果相差不大。 表3 3两种消解方法消解水产品中样品其分析结果及比较 3 4 小结 建立了石墨炉原子吸收光谱法测定水产品中微量铍的分析方法，采用微波 制样技术，样品的预处理简单、快速。分析结果表明，方法的线性范围为0 1 0 0 1 tg l ，检出限为o 0 7 6 n g g ，相对标准偏差为2 6 4 ，回收率为9 8 7 。准确度 和精密度高，分离速度快，选择性好，干扰小，实用性强。 1 8 硕士学位论文第四章离子交换h g a f s 法测定水产品中痕量硒的研究 第四章离子交换h g a f s 法测定水产品中痕量硒的研究 4 1 引言 硒是人体必需的微量元素之一，适量的硒起调节氧化还原反应速度，强化 某些酶素的活性、调节维生素在体内的吸收和消耗。硒也是谷胱肽氧化酶的重 要组成部分【7 7 1 。硒属于易挥发性元素，在高于1 5 0 时就有损失，在食品中含 量较低。因此，研究简易、快速前处理及测定方法将显得十分重要。 微波消解是七十年代中期所提出来的一种样品的处理方法，其原理是通过 微波辐射引起的内加热和吸收极化作用所达到的较高温度和压力，使消解速度 大大加快，消解效率大大提高，并减少了氧化剂的用量，同时样品的消解是在 密闭容器中进行，避免了样品的挥发，已广泛应用于各样品处理r 7 s - s o l 。有关食 品中微量硒的原子荧光光谱法测定已有许多报道【8 1 明。本文首次提出微波消解