二苯碳酰二肼分光光度法测定鸡饲料中的微量铬(Ⅵ)
2014-05-11
(上饶师范学院，江西 上饶 334001)
铬在环境中以+2.tif,+3.tif,+6价存在。Cr3+是人体正常新陈代谢作用所需的微量元素，它参与人体的脂肪，葡萄糖，胆固醇的代谢作用，但是过量摄入会对人体造成损伤，而Cr6+的毒性最大，它是致癌，致畸，致突变的元素[1-2]。近几年来，饲料工业生产中经常使用废弃的铬鞣革屑作饲料，如果铬鞣革屑处理不当，饲料中会含有大量的铬，超量的铬就可能通过食物链富集，被人体摄入，吸收，造成对人体的损伤，甚至中毒，因此铬在饲料中含量控制极为重要[3-6]。
测定饲料中铬含量的方法很多。二苯碳酰二肼分光光度法是国内普遍采用的标准方法。还有其他方法，如原子吸收光谱法，该方法虽准确度高、干扰小、专属性强，但由于仪器昂贵、操作技术难掌握，难以在普通实验室普及应用[7]。
对于样品的预处理也有很多方法。有干灰化法消解、微波消解等[7-8]。本文采用湿消化法处理样品，方法简便、分解快速、消解完全、样品损失少，可用于各种浓缩饲料、配合饲料及植物源秸秆饲料的预处理[9]。
1 材料与方法
1.1 主要仪器
722型分光光度计(上海仪电分析仪器有限公司)；SYC—15B超级恒温水浴加热锅；恒温干燥箱；离心机；电炉；研钵、100目尼龙标准筛；
1.2 主要试剂
铬(Ⅵ)标准储备液(100ug.mL-1)：
准确称量0.1415g经140℃烘干2h 的K2Cr2O7(基准试剂)于100mL烧杯中，加适量水溶解后定量转入250mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。计算其准确浓度。
铬(Ⅵ)标准使用液(1.00ug.mL-1)：
临用时，吸取5.00mL铬标准储备液，置于500mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
重铬酸钾为基准试剂；二苯碳酰二肼、磷酸、硫酸、丙酮、浓硝酸、过氧化氢、高锰酸钾、亚硝酸钠等均为分析纯；实验用水为二次蒸馏水。
饲料样品：鸡饲料(购买于上饶市鑫鑫饲料店)。
1.3 试验方法
移取1.00ug.mL-1铬(Ⅵ)标准使用液6.00mL于25.00mL比色管中，分别加入1∶1硫酸0.30mL，1∶1磷酸0.50mL，摇匀，再加入0.25%二苯碳酰二肼丙酮溶液2.50mL，摇匀。用1cm比色皿，以二次蒸馏水为参比，于540nm波长处测定其吸光度。
2 结果与讨论
2.1 试验条件的优化
2.1.1 测定波长的选择
移取1.00ug.mL-1铬(Ⅵ)标准使用液6.00mL于25.00mL比色管中，分别加入1∶1磷酸0.50mL，1∶1硫酸0.30mL，加蒸馏水至刻度，摇匀。加入0.25%二苯碳酰二肼丙酮溶液2.50mL，摇匀。于480-590nm波长范围内(每次间隔10-20nm)。用1cm比色皿，以空白试剂为参比，测定其吸光度。由图1可见，在波长480-540nm范围内，吸光度随波长的增加而增大；在波长540-590nm范围内，吸光度随波长的增加而减小，在540nm处有最大吸收。故选540nm为最大吸收波长。
2.1.2 硫酸用量的选择
移取1.00ug.mL-1铬(Ⅵ)标准使用液6.00mL于25.00mL比色管中，分别加入1∶1磷酸0.50mL，1∶1硫酸在0.10-0.80mL范围内(每次增加0.1mL)，加蒸馏水至刻度，摇匀。加入0.25%二苯碳酰二肼丙酮溶液2.50mL，摇匀。用1cm比色皿，以空白试剂为参比，于540nm波长处，测定其吸光度。由图2可见， 1∶1硫酸用量在0.10-0.30mL范围内时,吸光度随硫酸用量的增加而增大； 1∶1硫酸用量在0.30-0.80mL范围内时, 吸光度随硫酸用量的增加而减小； 1∶1硫酸用量为0.30mL时有最大吸收。故选0.30mL为1∶1硫酸的最佳用量。
图1波长的选择图2硫酸用量的选择
2.1.3 磷酸用量的选择
移取1.00ug.mL-1铬(Ⅵ)标准使用液6.00mL于25.00mL比色管中，分别加入1∶1磷酸0.10-0.90mL(每次递增0.1mL)，1∶1硫酸0.30mL，加蒸馏水至刻度，摇匀。加入0.25%二苯碳酰二肼丙酮溶液2.50mL，摇匀。用1cm比色皿，以空白试剂为参比，于540nm波长处，测定其吸光度。由图3可见， 1∶1磷酸用量在0.10-0.50mL范围内时，吸光度随磷酸用量的增加而增大； 1∶1磷酸用量在0.50-0.90mL范围内时, 吸光度随磷酸用量的增加而减小， 1∶1磷酸用量为0.50mL时有最大吸收。故选0.50mL为1∶1磷酸的最佳用量。
2.1.4 二苯碳酰二肼丙酮用量的选择
移取1.00ug.mL-1铬(Ⅵ)标准使用液6.00mL于25.00mL比色管中，分别加入1∶1磷酸0.50mL，1∶1硫酸0.30mL，加蒸馏水至刻度，摇匀。再加入0.25%二苯碳酰二肼丙酮溶液0.20-4.00mL (每次增加0.5mL)，摇匀。用1cm比色皿，以空白试剂为参比，于540nm波长处，测定其吸光度。由图4可见，显色剂用量在0.20-2.50mL范围内时，吸光度随显色剂用量的增加而增大；显色剂用量在2.50-4.00mL范围内时, 吸光度随显色剂用量的增加而减小，显色剂用量为2.50mL处有最大吸收。故选2.50mL为显色剂的最佳用量。
图3 磷酸用量的选择图4 显色剂用量的选择
2.2 标准曲线的绘制
分别移取0.00mL、0.20mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL 1.00ug.mL-1铬(Ⅵ)标准使用液于25.00mL具塞比色管中，用蒸馏水稀释至刻线。分别加入1∶1硫酸0.30mL，1∶1磷酸0.50mL，摇匀，再加入0.25%二苯碳酰二肼丙酮溶液2.50mL，摇匀。用1cm比色皿，以二次蒸馏水为参比，于540nm波长处测定其吸光度，绘制标准工作曲线。试验结果表明, 铬的浓度在0.008～0.4μg·mL-1范围内与吸光度呈良好的线性关系，其线性回归方程为： y=0.0112x+0.019，相关系数为r=0.9996(如图5)。
图5标准工作曲线
2.3 样品的测定
2.3.1 样品的预处理
准确称取0.30～0.35g经烘干、磨碎并过100目尼龙筛的饲料样品于100mL锥形瓶中，加2mL蒸馏水使饲料样品润湿，再加入1∶1硫酸2mL，浓硝酸2mL。待剧烈反应停止后，移到电炉上缓慢加热分解至开始冒白烟。取下稍冷，加浓硝酸3mL，双氧水3mL，继续加热至冒白烟，取下稍冷，用蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，再加热至冒白烟驱除双氧水，定量转入50mL容量瓶中，用二次蒸馏水稀释至刻度，摇匀，离心待用。
2.3.2 样品的测定
准确移取离心试液5.00mL于25.00mL比色管中，加1∶1磷酸0.50mL，摇匀。滴加1-2滴0.5%高锰酸钾溶液至紫红色，置电炉上加热煮沸15min，若紫红色消失，再补加高锰酸钾溶液1-2滴。趁热滴加亚硝酸钠溶液至紫红色恰好褪去，将比色管放入冷水中冷却，加二次蒸馏水至刻度，摇匀。加入0.25%二苯碳酰二肼丙酮溶液2.5mL，迅速摇匀。用1cm比色皿，以试剂空白为参比，于540nm波长处，测定吸光度。
2.3.3 数据处理[6]
铬的含量按下式计算：
式中：m——从标准曲线上查得铬的含量，ug；
Va——试样定容体积，mL；
W——试样重量，g；
V——测定时量取试样溶液体积，mL。
2.3.3.1 精密度
对浓度为0.08μg·mL-1铬(Ⅵ)标准溶液进行连续11次测量，求得吸光度值标准偏差为4.67，相对平均偏差为1.02%。
2.3.3.2 准确度
为证明该方法的准确度，样品平行测定4次，含铬(Ⅵ)量分别为9.927μg.g-1、9.932μg.g-1、9.934μg.g-1、9.927μg.g-1，平均值为9.930μg.g-1，测定相对标准偏差RSD=0.62% 。取3份样品加入不同体积的铬标准溶液进行加标回收试验。由表1可见，回收率在99.59～101.12%之间，平均回收率为100.14%，说明该方法具有较高的准确性。
表1 饲料样品铬的加标回收率
3 结论
采用二苯碳酰二肼分光光度法测定饲料中微量铬。经过试验确定最佳试验条件为：1∶1磷酸0.5mL，1∶1硫酸0.3mL，波长为540nm。本试验标准工作曲线为y=0.0112x+0.019，相关系数为r=0.9996。相对平均偏差为1.02%，加标回收率为99.59%～101.12%。此方法操作简单，测定快速，测定结果的准确度和精密度较高。
参考文献：
[1] 刘惠芳,宋志刚.日粮微量元素的免疫功能[J].中国饲料,2002，(12):19-21.
[2] 滕冰,韩友文.铬(Ⅲ)螯合物的制备及性质鉴定[J].中国饲料,2000，(6):7-8.
[3] 郭光美,王振川,李淑芳,等.分光光度法测定鸡饲料中铬的研究[J].粮食与饲料工业,2002，(6):48-49.
[4] 廖自基.微量元素的环境化学及生物效应[M].北京:中国环境科学出版社,1992.
[5] 国家标准局.GB/T1088-91,饲料中铬的测定方法[S].北京:中国标准出版社,2000.
[6] 胡克燥.二苯碳酰二肼分光光度法测定饲料鱼粉中铬的含量[J].饲料工业,1997，(18):30-31.
[7] 庞文贞.营养及食品卫生[M].北京:人民卫生出版社,1990.
[8] 付克军.人体生命元素[M].北京:中国医学科技出版社,1995.
[9] 段友构,刘家欣,田园.离子缔合溶剂萃取分光光度法测定痕量铬[J].分析科学学报,1997，(13):328-330.
