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，故將測定頭發(fā)中鋅含的量作為檢查人體健康狀況的重要指標.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］.

分光光度法是測定鋅常用的方法［4］，根據(jù)所用顯色劑不同，測定方法有雙硫腙法［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、四氯化碳等有機溶劑進行萃取，分離過程復(fù)雜、環(huán)保性差.

濁點萃取法是近年發(fā)展起來的一種利用表面活性劑溶液的濁點現(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］.董樹國研究了濁點萃取分光光度法測定茶葉中的痕量鋅［12］，但用非離子表面活性劑 TX－114濁點萃取法代替有機溶劑萃取Zn－雙硫腙紅色疏水配合物，用分光光度法測定頭發(fā)中的鋅含量，至今未見報道.用該法測定頭發(fā)中的鋅含量具有操作簡便、萃取效率高、環(huán)境友好、準確度高等優(yōu)點，可滿足分析要求.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

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

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

1.2 實驗方法

1.2.1 鋅標準工作液的配制 準確稱取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的鋅標準儲備液，使用時稀釋成10μg·mL－1的鋅標準工作液.按如下鋅離子濃度0.00、0.20、0.40、0.60、0.8、1.0、1.2μg·mL－1，配制測定鋅離子標準曲線工作液.

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

1.2.3 頭發(fā)試樣的制備 由于干法消化頭發(fā)試樣鋅在灰化時有所損失［13］，本實驗采用濕法消化法.將待測頭發(fā)試樣用質(zhì)量分數(shù)10%的洗潔精浸泡0.5h，攪拌洗滌、自來水沖凈泡沫、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.準確稱取經(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分光光度計上于527nm處測吸光度.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的鋅離子系列標準工作液5mL測吸光度.由測定值計算得出線性回歸方程，根據(jù)回歸方程計算出頭發(fā)試樣中鋅的含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 濁點萃取劑的選擇

根據(jù)文獻［14］，曲拉通 TX－114較 TX－100對顯色反應(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作為實驗的濁點萃取劑.

2.2 波長的選擇

取濃度為0.8μg·mL－1鋅標準溶液，按1.2.4實驗方法，于波長470～580nm范圍用721分光光度計測吸光度，繪制A～λ曲線，結(jié)果見圖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為測定波長.

2.3 緩沖溶液pH及用量

不改變其它條件，測定吸光度隨pH的變化，結(jié)果見圖2.圖2實驗結(jié)果表明，pH為4.5時吸光度值最大，故選擇pH為4.5的緩沖溶液；測定緩沖溶液加入量對吸光度的影響，結(jié)果見圖3.由圖3可知緩沖溶液加入0.8～2.0mL時，吸光度具有穩(wěn)定的最大值，故實驗中選擇加入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值對吸光度的影響Fig.2 Effect of pH on the absorbance

圖3 緩沖溶液加入量對吸光度的影響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與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與濃度無關(guān)［15］，考慮曲拉通的濃度過大萃取效率低，按文獻［16］選擇質(zhì)量分數(shù)2%的曲拉通X－114進行實驗，在其它條件不變的情況下，測加入量對吸光度的影響，結(jié)果見圖4.圖4結(jié)果表明當質(zhì)量分數(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)量分數(shù)2%的曲拉通X－114為0.8mL.

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

2.5 硫酸銨用量

參照文獻［17］的研究結(jié)果，曲拉通X－114的濁點為23.1℃，但在實際測定中濁點溫度高于此文獻值，如果在冬季測定需要對萃取體系加熱.文獻［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.本實驗選用硫酸銨降低曲拉通X－114的濁點.在其它條件不變下，硫酸銨加入量大于1.2g時，萃取體系可以在20℃室溫下分相，吸光度具有最大值，結(jié)果見圖5，故實驗中選擇硫酸銨用量為1.2g.

圖5 硫酸銨用量對吸光度的影響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，測定吸光度，結(jié)果見圖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 顯色劑加入量對吸光度的影響Fig.6 Effect of visualization reagent dosage on the absorbance

2.7 測量的線性范圍

通過對鋅標準系列工作液吸光度的測定，結(jié)果見圖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 鋅溶液的標準曲線Fig.7 The standard curve of zinc solution

2.8 樣品的測定及回收實驗

頭發(fā)試樣按1.2.4方法測定吸光度，平行測定6次，取平均值，同時做回收實驗.結(jié)果見表1.由表1可知，該方法的相對標準偏差2.4%，加標回收實驗結(jié)果為98.76%～102.2%，符合分光光度法的要求，說明該法可行.

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

3 結(jié) 語

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

b.非離子表面活性劑濁點萃取分光光度法實驗條件為：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)量分數(shù)2%的曲拉通X－114濁點萃取雙硫腙－鋅疏水紅色配合物，在波長為527nm處，用0.5cm比色皿于721分光光度計上測吸光度.

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

［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，朱金坤.雙硫腙萃取光度法測定鋅的研究［J］.分析科學(xué)學(xué)報，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)己酮分光光度法測定乳制品奶粉中的鋅［J］中國衛(wèi)生檢驗雜志，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，費正皓，等.人發(fā)中微量鋅的PANS分光光度法測定研究［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定［J］.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報，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］董樹國.濁點萃取－分光光度法測定茶葉中的痕量鋅［J］.光譜實驗室，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，宋愛芹，等.不同消化法測定頭發(fā)銅鐵鋅含量效果比較［J］.濟寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報，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－可見光譜儀測定表面活性劑濁點的新方法［J］.實驗室研究與探索，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.濁點萃取分光光度法測定水樣中的痕量鋅（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濁點萃取D2EHPA的規(guī)律［J］.化工學(xué)報，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?濁點萃取及應(yīng)用［J］.中國科技論文在線，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）