固相光度法测定紫菜中的痕量钴

钴是人体健康必不可少的微量元素之一，钴对铁的代谢、血红蛋白的合成、红细胞的发育成熟等均有重要的生理功能。食品是人体从体外摄取钴的主要来源，因此测定食品中的钴含量具有重要意义。常见测定钴的方法主要有分光光度法[1,2]、原子吸收光谱法[3]、电化学分析法[4]等。固相光度法(Solid phase spectrophotometry)是一种新型光度分析方法，该法集显色、分离、富集、测定于一体，具有方法简便、选择性好、灵敏度高等优点[5]，已应用于痕量锰[6]、钯[7]、锡[8]的测定。

作者研究了在pH值5.8的HAc-NaAc缓冲溶液中,以水杨醛缩硫代氨基脲(HBDHT)为显色剂的固相光度法测定食品中痕量钴的新方法，其灵敏度和检出限均比液相光度法提高1～2个数量级，成功地应用于紫菜中痕量钴的直接测定。

1 实验

1.1 试剂与仪器

1.000 g·L-1的Co2+标准储备溶液；1 g·L-1水杨醛缩硫代氨基脲的乙醇溶液；pH值5.8的HAc-NaAc缓冲溶液；732型阳离子交换树脂(200目)，转型为氢型；所用试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。

721型分光光度计,上海精密科学仪器有限公司；UV-265型紫外分光光度计,日本岛津；PHS-3C型数字式酸度计,江苏江电分析仪器有限公司；快速振荡器,常州国华电器有限公司；Q-1型1 mm比色皿,北京君睿。

1.2 方法

在50 mL容量瓶中移取1～50 μg钴标准溶液，依次加入2.0 mL HBDHT溶液、2.0 mL HAc-NaAc缓冲溶液，稀释至刻度，静置20 min后转移至100 mL烧杯中，加入732型阳离子交换树脂0.10 g，振荡20 min后，将树脂转入1 mm比色皿中静置10 min，以试剂空白树脂为参比，于533 nm处测其吸光度。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

按实验方法进行测量，配合物(Co2+的浓度为0.8 mg·L-1)在树脂相上的吸收光谱如图1所示。

图1 固相吸收光谱图

由图1可知，固相的最大吸收波长位于533 nm处。

2.2 pH值的影响(图2)

图2 pH值对固相吸光度的影响

由图2可知，吸光度在pH=5～8范围内最大且较稳定，故选择加入2.0 mL pH值5.8的HAc-NaAc缓冲溶液来调节溶液的pH值。

2.3 显色剂用量的影响(图3)

图3 显色剂用量对固相吸光度的影响

由图3可知，1 g·L-1HBDHT用量在0～1.5 mL时吸光度随显色剂用量的增大而增大，用量大于1.5 mL后吸光度值趋于稳定。故选择HBDHT溶液加入量为2.0 mL。

2.4 树脂用量的影响

树脂用量对吸光度值影响很大，加入树脂越少则单位树脂上富集有色络合物越多，测得吸光度值越大。为保证填满1 mm比色皿所需的树脂用量，本实验选择加入0.10 g树脂。

2.5 取样体积的影响

对同一试液，在吸附完全的前提下，增加溶液取样体积有利于灵敏度的提高。本实验选择50 mL溶液作为试样。

2.6 显色时间、振荡吸附时间的影响

按实验方法，钴和 HBDHT显色15 min即可显色完全。故选择显色时间为20 min。

对于50 mL溶液，加入0.10 g树脂，15 min即可交换完全(图4)。本实验选择振荡吸附时间20 min；有色络合物在树脂相上至少可稳定存在5 h。

图4 溶液振荡时间对固相吸光度的影响

2.7 工作曲线

按实验方法测量不同浓度钴样，绘制标准曲线。钴离子的浓度在0～1.0 mg·L-1范围内符合比尔定律。线性回归方程为A=0.1754+0.4189c(c为Co2+浓度，mg·L-1)，相关系数R=0.9982，表观摩尔吸光系数ε=2.4×105L·mol-1·cm-1，比液相光度法(ε=6.7×103L·mol-1·cm-1)提高近40倍。

2.8 共存离子的影响

实验条件下，以相对误差≤±5%为不影响极限，下列干扰离子对于20 μg Co2+的最大允许量(倍数)为：Na+、K+(1000)，Ca2+、Mg2+、Al3+(500)，Zn2+、Cu2+、Ni2+(100)，Mn2+、Pb2+、Fe2+、Fe3+(50)。测定样品时无需加入掩蔽剂来消除共存离子的干扰。

2.9 紫菜样品中痕量钴的测定

取10 g紫菜经过低温炭化后，在600℃马弗炉中灼烧2 h，用适量浓盐酸溶解残渣，加水定容至50 mL，按实验方法进行测定，结果见表1。

表1 紫菜样品中钴的测定结果/μg·L-1

3 结论

建立了以水杨醛缩硫代氨基脲(HBDHT)为显色剂的固相光度法测定食品中痕量钴的新方法。在pH=5.8条件下直接于最大吸收波长533 nm处测定固相的吸光度，钴浓度在0～1.0 mg·L-1范围内符合比尔定律。方法具有灵敏度高、选择性好、操作简便、易于推广等优点。通过对紫菜中钴含量的测定表明，方法可应用于食品中痕量钴的测定，结果令人满意。

参考文献：

[1] 宋学省．动力学光度法测定糖中的痕量钴[J]．化学工程师，2005，(8):30-31.

[2] 章月莹．高选择性吸光光度法测定茶叶中钴[J]．理化检验-化学分册，2005，41(5)：327-328.

[3] 向国强，温圣平，江秀明，等．浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定样品中的痕量钴[J]．化学研究，2008，20(4)：83-86.

[4] 王瑞琪，徐刚．微波消解钴—丁二酮肟—亚硝酸钠极谱波测定猪肝中痕量钴[J]．食品与机械，2008，24(1)：115-117.

[5] 倪刚，熊楚明，徐海东．固相分光光度法研究新进展[J]．光谱学与光谱分析，2002,22(2):301-303.

[6] 万益群，刘江磷，陈卫玲．新型固相分光光度法测定茶叶中痕量锰的研究[J]．分析科学学报，2000,16(5):394-396.

[7] Bilba D,Paduraru C,Tofan L.Determination of trace amounts of pa-lladium(Ⅱ) by solid-phase spectrophotometry[J]．Microchim Acta，2004，144(1/3)：97-101.

[8] 倪刚，袁莉，高锦章．固相分光光度法测定食品中痕量锡[J]．光谱学与光谱分析，2002,22(1):118-119.