用碘离子修饰的B–Z 化学振荡反应 测定辣椒面中的罗丹明B

高锦章，曾丽娟，任杰

(西北师范大学化学化工学院，甘肃 兰州 730070)

罗丹明B(Rhodamine B，四乙基罗丹明)又名玫瑰红B，俗称花粉红，是一种人工合成的染料，曾作为食用色素使用。研究发现，罗丹明B 可以造成老鼠的皮下组织出现肉瘤，有致癌作用。国家已经明令禁止罗丹明B 作为食品添加剂使用。

对罗丹明B的检测，常见的有高效液相色谱－串联质谱法[1]、高效液相色谱法[2]、超高效液相色谱荧光检测法[3]、高效液相色谱荧光检测法[4]等，这些方法虽然仪器灵敏度高，检出限低，但费用高，难以普及。近年来出现的化学振荡分析技术，由于其设备简单，易于操作，耗样量少，更加经济实惠，且能满足食品分析的要求，已成功地用于检测多种氨基酸[8]和无机离子[5–9]等。高锦章等[10–12]用阴离子修饰了B–Z振荡反应，发现修饰后的B–Z振荡体系更加灵敏，且已成功用于金属离子和某些有机物的测定。笔者在此基础上，利用碘离子修饰的B–Z振荡体系测定辣椒面中禁用色素罗丹明B，现将结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 供试材料及主要仪器

罗丹明B、CH2(COOH )2、KBrO3(天津市福晨化学试剂厂出品，分析纯)；Ce(SO4)2、KI(上海化学试剂公司出品，分析纯)。

主要仪器有：CHI–832 型电化学分析仪(上海市辰华有限责任公司)；SY–601 型超级恒温水浴箱(天津市欧诺有限责任公司)；ML–902 型磁力搅拌器(上海市浦仪有限责任公司)；带恒温夹套玻璃反应器(50 mL)。

1.2 方 法

1.2.1 碘离子修饰的B–Z 振荡体系的建立

温度为303 K时，将9.2 mL 0.7 mol/L H2SO4、4.2 mL 0.5 mol/L CH2(COOH)2、0.8 mL 0.04 mol/L Ce(SO4)2和5.8 mL 0.2 mol/L KBrO3依次加入带有恒温夹套和磁力搅拌器的玻璃反应器中，打开搅拌器，插入电极，记录图形，此图记作图1–A。在同一温度下，将8.4 mL 0.7 mol/L H2SO4、4.2 mL 0.5 mol/L CH2(COOH)、0.8 mL 0.04 mol/L Ce(SO4)2、0.8 mL 6.25×10–3mol/L KI和5.8 mL 0.2 mol/L KBrO3依次加入玻璃反应器中，打开搅拌器，插入电极，记录图形，此图记作图1–B。比较2个振荡图形， 体系B振荡图形的振幅增大，周期亦增大，由此建立碘离子修饰的振荡体系。

图1 B–Z 振荡体系(A)和修饰后的B–Z 振荡体系(B)Fig. 1 B–Z oscillating chemical system (A) and I–ion modified B–Z oscillating chemical system (B)

用1.25×10–4mol/L的罗丹明B溶液分别对2个振荡体系进行扰动时，两者的响应信号有所不同，修饰后的B–Z化学振荡体系罗丹明B更加灵敏(如图2–A和图2–B所示)。

图2 罗丹明B 对碘离子修饰的的B–Z 振荡体系(B)和原B–Z 振荡体系(A)的扰动Fig.2 Perturbation profile of the I–ion modified B–Z oscillating chemical system(B) and B–Z oscillating chemical system(A) added with rhodamine B

1.2.2 试验条件的优化

丙二酸浓度过高或过低都会影响体系的稳定性，随CH2(COOH)2浓度的减小，体系的周期增大，诱导期和振幅变化不明显，当CH2(COOH)2浓度为0.095 mol/L时图形失稳。考察CH2(COOH)2浓度为0.095～0.135 mol/L时罗丹明B对修饰体系的扰动情况。

溴酸钾浓度也会影响体系的稳定性，随KBrO3浓度的减小，体系的诱导期增长，周期亦增长，考察KBrO3浓度为4.60×10–2～7.50×10–2mol/L时罗丹明B对修饰体系的扰动情况。

随着硫酸铈浓度的增大，体系的诱导期和周期均减少，考察Ce(SO4)2浓度为1.0×10–3～2.0×10–3mol/L时罗丹明B对体系的扰动情况。

随着碘化钾浓度的降低，体系的周期和振幅减小，考察KI浓度为1.25×10–4～3.5×10–4mol /L时，罗丹明B对体系的扰动情况。

在B–Z振荡反应中，酸度过高或过低将直接影响体系的稳定性，硫酸浓度为0.679 ～0.736 mol/L时，可以得到稳定的化学振荡图形。

2 结果与分析

2.1 振荡体系中罗丹明B 的检测

在稳定的振荡体系中加入不同浓度的罗丹明B溶液，对体系的扰动不同。为了获得更好的重复性，从振荡图形趋于规则稳定的第3个周期开始进样，发现在第12个周期的低点进样对体系的扰动最明显。当一定量的罗丹明B加入到体系时引起振幅的变化，其进样前后的振幅分别记A0和 A，选择振幅变量ΔA=A–A0为检测信号，振幅变量ΔA与加入罗丹明B浓度的负对数线性相关，线性方程为：ΔA =136.247–21.790 (–lg C)。罗丹明B浓度为7.5×10–7～7.0 ×10–4mol/L时，呈现良好的线性关系(图3)，相关系数为0.998 7，检出限为8.7 ×10–8mol/L。

图3 振幅变量ΔA 与加入罗丹明B 的浓度负对数的关系Fig. 3 Calibration curve for determination of rhodamine B

2.2 振荡体系的影响因素

当CH2(COOH)2的浓度为0.105 mol/L时，罗丹明B对修饰体系的扰动最大(图4–A)，选择丙二酸的浓度为0.105 mol/L。当KBrO3浓度为5.80×10–2mol/L时，罗丹明B对修饰体系的扰动最灵敏(图4–B)，故选择溴酸钾的浓度为5.80×10–2mol/L。当硫酸铈浓度为 1.60×10–3mol/L时，罗丹明B对修饰体系的扰动最强(图4–C)，选择硫酸铈的浓度为1.60×10–3mol/L。当碘化钾浓度为2.5×10–4mol/L时，罗丹明B对修饰体系的响应最强(图4–D)，选择碘化钾的浓度为 2.5×10–4mol/L。当硫酸浓度为 0.7 mol/L时，体系对罗丹明B的响应最大(图4–E)，选择硫酸的浓度为 0.7 mol/L。

图4 各因素对罗丹明B 测定的影响Fig.4 The influence of different conditions on determination of rhodamine B

2.3 回收率

利用碘离子修饰的B–Z 振荡体系，检测4 个辣椒面样品中的罗丹明B。当罗丹明B 浓度为15.88× 10–5～20.33×10–5mol/L 时，其回收率为99.7%～98.1%，当浓度在24.48×10–5～34.17×10–5mol/L 时，其回收率为100.6%～101.2%(表1)。

表1 辣椒面中罗丹明B 的检测Table 1 Determination of Rhodamine B in capsicum powder mol/L

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