β-环糊精增敏动力学光度法测定痕量硒

2013-09-05赵桦萍靳凤丹肖忠峰

食品研究与开发 2013年1期

赵桦萍，靳凤丹，肖忠峰

（1.齐齐哈尔大学化学与化工学院，黑龙江齐齐哈尔 161006；2.燕山大学环境与化学工程学院，河北秦皇岛 066004；3.滨州学院化学与化工系，山东滨州 256603）

硒是人体必需的微量元素，被称之为人体微量元素中的“防癌之王”。科学研究发现，血硒水平的高低与癌的发生息息相关。由于“硒”具有高抗氧化作用，人体适量补充硒能起到防止器官老化与病变，延缓衰老，增强免疫，抵御疾病，抵抗有毒害重金属的作用。缺硒是克山病、大骨节病的主要病因。“硒”是人体必需的，又不能自制，因此世界卫生组织建议每天补充200 μg硒可有效预防多种疾病的高发。

随着科学技术的发展和人类生活水平的提高，人们越来越重视硒与人类生活的关系，硒的分析也引起人们的关注。测定硒的含量有很多种方法，其中催化动力学光度法因具有仪器普及、操作简便、灵敏度高等特点而日益受到关注，这方面的研究工作近年来有较多的文献报道[1－3]，但以β－环糊精作为增敏剂催化动力学光度法测定硒未见报道。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂

721型分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；pHS－3C型酸度计：上海精密科学仪器有限公司；硒（IV）标准溶液：1.0 g/L标准储备液（1.0 mol/LHCl介质），用时逐级稀释至0.01 mg/L的工作液；罗丹明B溶液：0.02 g/L；溴酸钾溶液：15 g/L；β－环糊精（β－CD）溶液：10 g/L；硝酸溶液：

0.025 mol/L。以上试剂均为分析纯，所用水为蒸馏水。

1.2 方法

于两支25 mL比色管中，一支加入一定量的硒标准溶液，一支不加，向两支比色管中分别依次加入硝酸溶液2.0 mL，溴酸钾溶液4.5 mL，罗丹明B溶液8.0 mL，β－环糊精溶液2.0 mL，每加一种溶液均需摇匀，最后用水稀释至刻线，摇匀。将两只比色管同时放入90℃的水浴中加热15 min，迅速取出，用流水冷却5 min。用1 cm比色皿，以蒸馏水为参比，在550 nm处分别测催化反应的吸光度A和非催化反应的吸光度A0，并计算 ΔA 值。

将干净的富硒大米烘干磨碎后，准确称取20 g，于250 mL的烧杯中，加入适量去离子水和5 mL HClO4以及10 mLHNO3搅拌成糊状，盖上表面皿浸泡2 h～4 h，微热消解，待消解完全并让黄烟冒尽后，冷却，转移至100 mL的容量瓶中，稀释至刻度，待用。取试液5 mL按照实验方法操作，测定样品中硒的含量。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

按1.2方法制备试液及空白溶液各两份（其中各有一份不加β－CD），并分别绘制其吸收光谱（图1）。

未加β－CD溶液的吸收曲线峰值都在550 nm处（曲线1、2），说明硒对溴酸钾氧化罗丹明B褪色反应起催化作用，加入β－CD溶液后，吸收曲线的峰值仍在550 nm处（曲线3、4）。比较4条曲线的峰值吸光度可见，曲线3、4的ΔA值比曲线1、2的ΔA值明显增大，表明β－CD对硒催化溴酸钾氧化罗丹明B的褪色反应具有增敏作用。

2.2 增敏剂的选择

图1 吸收光谱Fig.1 Absorption spectra

试验了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠；阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲胺，氯化十四烷基苄基二甲铵，氯化十六烷基吡啶；非离子表面活性剂吐温80，曲拉通X－100，β－环糊精的影响，结果表明：β－环糊精效果最好，加入β－环糊精1.0 mL～3.0 mL，吸光度值明显降低，ΔA值最大。选择加入2.0 mL。

2.3 酸度的选择

试验结果表明：催化反应适宜于酸性介质中进行，本实验选用不同pH的硝酸溶液进行试验，结果表明：采用0.025 mol/L硝酸溶液1.0 mL～3.0 mL，ΔA值最大，故选择硝酸溶液的量为2.0 mL。

2.4 罗丹明B用量的选择

试验结果表明：罗丹明B用量在7.0 mL～9.5 mL时催化效果最好，故试验选择8.0 mL。

2.5 溴酸钾用量的选择

试验结果表明，溴酸钾用量在3.0 mL～5.0 mL时催化效果最好，故试验选择4.5 mL。

2.6 反应温度和反应时间的确定

室温下硒对氧化反应无催化作用，加热至60℃时催化作用开始明显，90℃时ΔA值最大，催化效果最佳，故选择反应在90℃水浴中进行。90℃时10 min～15 min内ΔA随时间的增加而加大，15 min后ΔA减小，本实验选择反应时间为15 min。

2.7 终止催化反应的方法

由于室温下本体系几乎不反应，因此可通过流水冷却终止反应。实验表明：体系以流水冷却5 min即可有效地终止反应。冷却后2 h内，ΔA值不变，体系稳定。

2.8 工作曲线

移取不同量的Se（IV）标准溶液，按试验方法测定，以 ΔA 对 Se（IV）量绘制标准曲线，Se（IV）量在 0～40 μg/L范围内符合比尔定律，灵敏度比不加β－CD提高了2.48倍，其线性回归方程为：ΔA=0.068 25 ρ－0.025，相关系数为0.999 1，根据吸收池为1 cm，ΔA=0.001计算本方法的灵敏度为0.381 μg/L。

2.9 共存离子的影响及干扰的消除

按实验方法测定10μg/LSe（Ⅳ）时，分别加入不同量的干扰离子进行试验，相对误差在±5%以内的下列离子对体系无影响（括号内为干扰限量，单位均为μg）：Na+（1 000）、K+（1 600）、NH4+（1 000）、Ag+（500）、Pb2+（40）、Zn2+（20）、Bi3+（120）、Pb2+（75）、Al3+（150）、Ca2+（800）、Mg2+（700）、Sn2+（60），加入1%的EDTA0.5mL可消除Fe3+的干扰。