分光光度法测定芦荟中微量元素锌

1、分光光度法测定芦荟中微量元素锌邓 斌 1, 蒋刚彪 2, 陈六平 3(1. 湘南学院化学与生命科学系 , 郴州 423000; 2. 华南农业大学制药工程系 , 广 州 510642; 3. 中山大学化学与化学工程学院 , 广州 510275摘要 :研究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠存在下 , 以 1 (2 吡啶偶氮 2 萘酚 (PAN 为显色剂 , 分光光度法测定芦荟中微量元素 锌的最佳显色条件及应 用 。 结 果表明 , 在 pH 6. 88. 5的 KH 2PO 4 NaOH 缓冲溶液中 , Zn( 与 P AN 形成红色的 络合物 , 该络合物在常温下可稳定 24h 以上 。 其最大吸收

2、波长为 550 nm, 表观摩 尔吸光系数为 5. 26104L ! mol -1! cm -1, 检出限为 0. 01 g mL, Zn ( 含量在 025 g m L 范围内符合比尔定律 。 适用于基层单位测定芦荟样品 中微量锌的含量 。关键词 :芦荟 ; 微量锌 ; 1 (2 吡啶偶氮 2 萘酚 ; 分光光度法芦荟属百合科植物 , 作为一种天然药材 , 在 我国已有 1000余年的历史 , 关于芦 荟的医用功效 古代早有记载 , 它具有泄热通便、 清肝泻火、 杀虫 疗疳等作用 1 。在现代临床上更是广泛应用于抗 菌、 消炎、 止血、 抗肿瘤等疾病以及美 容、 保健、 食品行业当中 2。

3、据文献报道 3, 芦荟中化学成分 含 量颇多 , 除 主 要的 糖类、 蛋白质、 氨基酸、 多肽、 有机酸、 蒽醌类等有机化合物外 , 还含有 多种 无机微量元素 , 而锌元素便是其中极为重要的一 种。 众所周知 , 锌是人体和 许多动植物的必需微 量元素之一 , 也是某些酶和结晶胰岛素的重要组 成成分 , 被誉 为 ? 生命之花 #4。 现代医学证实 , 人 体缺锌 , 会引起生长停滞、 贫血、 味觉减 退 , 伤口 愈合减慢 , 更会导致青少年成长期间性功能发育 不全 , 智力发育迟缓等缺 陷 5 。 为此为能更好地了 解芦荟中微量元素 Zn 的分布存在状况 , 促进医用 芦荟 资源的进一

4、步开发利用 , 笔者采用普通的分 光光度法 , 以 PAN 为显色剂 , 首次在 pH 6. 88. 5的 KH 2PO 4 NaOH 缓冲溶液中 , 以十二烷基苯磺酸 钠为增敏、 增溶 试剂 , 无需掩蔽干扰离子 , 直接利 用锌与 1 (2 吡啶 偶氮 2 萘酚 (PAN 形成稳定红 色络合物的特点 , 在水溶液中对芦荟中含有的微 量元素锌进行了测量。 实验结果 表明 , 芦荟中的 确含有丰富的 微量元素锌 , 所 用方法灵敏度高、 准确性好、 操作 简便、 条件容易控制、 分析结果可 靠 , 可为芦荟治疗、 预防疾病 , 探讨微量元素 锌在 人体内缺乏所致疾病的治疗提供科学依据。 1 实

5、验部分1. 1 仪器与试剂721型分光光度计 (上海精密仪器厂 , pH213型酸度计 (上海雷磁仪器有限公司 试验芦荟 (购 于广州市药材公司 , 经广东药学院生药教研室鉴 定 。锌标准溶液 :精 密称取高纯锌粉 0 25g, 加入一定量 1mol L 的 HCl 使其完全溶解 , 然后将其 转移至 500mL 容量瓶中 , 加蒸馏水至刻度 , 摇匀 , 配成 500 g mL 的锌储备液 , 将此储备液 稀释 10倍后 , 即得浓度为 50 g m L 的锌标准溶液 ; 显色 剂 1 (2 吡啶偶 氮 2 萘酚 (PAN :称 取 0 100g P AN 溶于 100mL 的 95%乙醇中

6、 , 配成浓度为 0 1%的溶液 , 保 存在棕色瓶中 ; 增溶剂十二烷基苯磺酸 钠配制成 20g L 的水溶液 ; pH 7 8的 KH 2PO 4 NaO H 缓冲溶液 :按常规方法配制 ; 以上试剂除标明外均 为分析纯 , 实验用 水为二次蒸馏水。基金项目 :湖南 省教育厅优秀青年科研基金 (06B089 项目资助作者简介 :邓 斌 (1972- , 男 , 副教授 , 理学博士 ; E mail:dbhy2006yahoo. com. cn1. 2 实验方法准确称取一定量的锌标准溶液于 50mL 容量 瓶中 , 依次加入 3mL 0. 1%PAN, 3. 0mL pH 7. 8的 KH

7、 2PO 4 Na OH 缓冲溶液和 2mL 20g L 的十二烷 基苯磺酸钠水溶 液 , 每加一种试剂 应充分摇匀 , 用水稀释至刻度 , 摇匀放置 10min, 在 550nm 波 长 处 , 用 1. 0c m 比色皿以试剂空白作参比测量有 色配合物的吸光度。 2 结果与讨论 2. 1 显色条件的确定2. 1. 1 吸收光谱特性 按实验方法测绘不同波长 处试剂空白和有色配合物的吸 光度 , 所得光谱曲 线如图 1所示。 由图可见 , 有色配合物的最大吸收 波长为 550nm, 试剂空白的 最大吸收波长为 450nm, 对比度为 100nm图 1 吸收光谱曲线a-试剂空 白 (水 为参比

8、; b-Zn 1 (2 吡啶 偶 氮 2 萘酚 (试剂空白为参比2. 1. 2 pH 的影响 实验表明 , 在 KH 2PO 4 NaOH 缓冲溶液中 , pH 处于 6. 88. 5 范围内 , 配合物吸 光度可达最大且维持恒定 , 如图 2所示。 故本文对 消化后的样 品 , 采用加入 pH 7. 8的 KH 2PO 4 NaOH 缓冲溶液 3. 0mL, 使其在合适的酸度下显 色稳定 , 以利于检测。图 2 p H 对吸收度的影响2. 1. 3 显色剂用量的影响 实验表明 , 采用摩尔 比法和等 摩尔连 续变化法测 得 锌 ( 与 显色 剂 PAN 的摩尔组成比均为 1%2。而在 50m

9、 L 显色体 系中 , 0. 1%PAN 溶液用量在 2. 05. 0mL 范围内 , 配合物吸光度最大且基本稳定 , 但由于 PAN 用量过大容易产生沉淀 , 故本 文在对样品进行测 试时选用了 3. 0mL 0. 1%的 PAN 溶液。2. 1. 4 表面活性剂的选择与用量的影响 实验过程中我们比较了 环糊精 ( CD 、 溴化十六烷基 三甲基铵 (C TMAB 、 十二烷基硫酸钠 (SDS 、 吐温 280(Tween280、 溴代 十四烷基吡啶 (TPB 、乳化 剂 (OP 、 溴代十六烷基吡啶 (CPB 、曲拉通 X2100(Triton X2100 、 十二烷基硫酸钠 (SDS 、

10、 十二烷基 苯磺酸 钠 (SDBS 等多种表面活性剂对试验体系吸 光度的影响 , 结果发现采用十二烷基苯 磺酸钠时 的增敏、 增溶效果最佳。而当 20g L 十 二烷基苯 磺酸钠用量在 1. 04. 0mL 范围内 , 配合物吸光 度可达最大且可维持恒定 , 因此实验时 20g L 的 十二烷基 苯磺酸钠溶 液加入量取 2. 0mL 是 适宜 的。2. 1. 5 配合物 的稳定性 以显色时间 为考察目 标 , 实验结果表明 , Zn( PAN 有 色配合物在室 温下即可形成 , 5min 后显色完毕 , 而此后配合物 吸光度达到最大且 能稳定出现在 24h 以上 , 故本文选定的显色时间为 1

11、0min 是科学合理的。 2. 2 标准曲线配制不同浓度的锌标准系列溶液 , 按实验方 法测定其吸光度 , 绘制出工作曲线 结果表明 :Zn ( PAN 配合物的表观摩尔吸光系数为 5. 26 104L ! mol -1! cm -1, Zn( 含量在 025 g mL 范 围内符合比耳定律。 由实验数据按 文献6计算得标准曲线线性回 归方程为 A =0. 5123C +0. 0105(C 为 Zn 2+浓度 : g 50mL , 相关系数 r =0. 9994, 由 12次空白测定的标准偏差的 3倍除以工 作曲线 的斜率 , 求得方法检测下限 (3 为 0. 01 g mL 。 2. 3 共

12、存离子的影响在实验条件下 , 试验了多种可能共 存离子对 显色反应的影响 , 对 10 g Zn( 进行 分析 , 当相 对误差 小于 &5%时 , 可允许共存离子 的量 为 ( g :K +、 Na +、 Ca 2+、 Mg 2+、 Ba 2+、 Sr 2+、 Al 3+、NH 4+ 、 F -、 Cl -、 I -、 SO 42-、 NO 3-、 硫脲、 焦磷酸 根 (1000 ; PO 43-、 SiO 32-、 (500 ; Pb 2+、 Sb 3+、Cr 3+、 Be 2+(300 ; V(? 、 Cr ( 、 W( (200 ;Bi 3+(100 ; Fe 3+(500 ;

13、 Hg 2+(10 ; Ni 2+、 Pd 2+、 Co 2+、 Ag +(5 ; Cu 2+、 Cd 2+(3 。可见大多数离子 不干扰 Zn 离子的测定 , 考虑到芦荟消化液中除上 述离子 外 , 其他共存离子的含量更是甚微 , 故无 需进行掩蔽或特殊分离 , 即可直接采用分 光光度 法进行测定。2. 4 样品分析所购芦荟用蒸馏水洗净晾干 , 放入 100105 烘箱中烘干 48h, 冷却后研磨成粉 末 , 将恒重的 芦荟粉保存于干燥器中。称取研细芦荟 1. 000g 左右 , 置于 100mL 烧 瓶中 , 加入 4mol L 的 HNO 3溶液 20mL, 放置 24h 以上 , 低温

14、加热至近干 , 以除出有机物 , 再加入 0. 5mol L 的 HClO 4 溶液 10mL 溶解其中的盐类 , 静 置 12h 后 , 仍采用低温加热至 HClO 4完全挥发尽 , 冷却 , 加入适量二次蒸馏水至烧杯中 , 用 NaOH 溶 液调节体系 pH 至微碱性 , 再用 快速滤纸过滤 , 蒸 馏水洗涤 , 将滤液和洗涤液合并后 , 将其转移至 100mL 容量瓶 中 , 用水稀至刻度 , 摇匀后用于测 定。 每次测量时从中取出 5. 0mL, 按锌标准溶液 实验方法进行分析 , 结果如表 1所示。表 1 处理芦荟中 Zn( 的分析结果试样编号gZn( 含量( g g平均值( g g

15、变异系数 RSD % 11. 036016. 860021. 037616. 880031. 040216. 900016. 900. 30 41. 041817. 000051. 034216. 870061. 038116. 8900为验证样品处理和实验方法的准确性 , 同时 还进行了加标回收实验。 实验时 精密称取 5 份已 知锌含量的芦荟细粉各 1. 0g, 每份中加入锌标准 溶液 10 g, 按样品 的消解方法进行处理后 , 同样 依据样品的测定方法于 550nm 处测其吸光度 , 将 吸 光度值代入回归方程计算出含锌量 , 据此回收 率测定结果如表 2所示。 由表 2可 知 , 回

16、收率为 98. 0%100. 2%。表 2 回收率测定结果试样编号 已知量 g 投入 量 g 测得量 g 回收率 %平均值 %变异系 数 RSD % 116.8810. 026. 5599. 5216. 9010. 026. 93100. 2316. 8910. 026. 6799. 499. 80. 35 416. 8810. 026. 73100. 1516. 9010. 026. 8699. 8芦荟中微量元素锌的含量除与生产过程有关 外 , 还与芦荟的产地条件有很大的 关系 , 随着原 料来源的不同 , 其锌含量亦会有较大的变化 , 故 不同的芦荟会有不同 的锌含量 , 也即会呈现出一

17、定的波动状态。 目前 , 测定中草药中微量锌元素 的方 法又有很多 , 这其中主要有分子光谱法、 原 子光谱法、 原子吸收分光光度法、 电 化学分析法、 DDTC 萃取光度法、 B OC 光度法、 偏最小二乘分光 光度法、 电感 藕合等离子体发射光谱法、 示波极 谱法、 离子选择电极法和伏安法等等 7, 8。 虽然这 些方法具有高效能、 高速度、 高灵敏度、 测试元素 多的特点 , 但因所用仪 器昂贵、 操作繁琐、 测试人 员业务素质要求较高而使得测定成本太大 , 一般 实验 室无法实现而难以得到普及。 分光光度法作 为一种价格低廉、 操作方便、 灵敏度 高、适用范围 广 , 大多数医药公司又均拥有此类仪器 , 因此只 要选择好适当的分析条件 , 在目前的情况下 , 分光光度法用于芦荟中微量锌含量的测定 , 仍具有 较大 的实际推广意义和市场竞争力。参考文献1 中华人民共和 国卫生部药 典委员会 编 . 中华人 民共和国药典 . 北京 :人 民卫生出版社 , 1990. 1362 郭国华主编 . 临 床中药辞典 . 长沙 :