唾液中硫氰酸根离子的测定与研究

荣 丽1，吕 明

(1. 西华大学物理与化学学院，四川 成都 610039；2. 东港市疾病预防控制中心， 辽宁 东港 118300)

与氰酸根 (CN-)一样，硫氰酸根 (SCN-)是一种典型的类卤素离子，具有卤素的性质和很强的配合性，硫氰酸根的毒性虽然没有氰酸根强，却能在甲状腺的钠碘同向转运体(sodium/iodide symporter)中通过配位竞争阻止碘的吸收，从而提高甲状腺重量，降低甲状腺碘，导致甲状腺肿[1-2]。硫氰酸根离子具有累积性，人体中的硫氰根含量偏高，不仅影响到蛋白质的透析，还将导致人头昏以致昏迷，许多地方性甲状腺肿的发生与当地硫氰酸根的大量存在有关，而且高浓度的硫氰根能够危及生命[3]。

近年来，随着工作压力的增加，全球吸烟者的数量有增无减。由于酶的催化作用，烟雾中的氰化物会转化成硫氰酸根离子，吸烟者体液中的硫氰酸根离子浓度将会高于不吸烟者；因此人体内硫氰酸根离子的含量是区别吸烟者和不吸烟者的一个标志。研究表明，在人的体液中，唾液对血液中硫氰酸盐有较强的浓缩功能，唾液中硫氰酸根离子的浓度是血清中硫氰酸根离子浓度的十几倍乃至几十倍[4]；因此，检测唾液中硫氰酸盐含量能准确地区分吸烟者和不吸烟者。

近年来，出现了许多不同的测量微量硫氰酸根离子的分析方法，包括色谱法[5-6]、电分析法[7]、分光光度法[8]、电位滴定法[9]和动力学光度法[10]等。大量的实验证明利用紫外-分光光度法进行分析检测具有灵敏度高、精密度好、操作简单和应用范围广等优点，因此本实验拟以紫外-分光光度法为基础，摸索出一种操作简便、准确度高且成本低廉的方法来测定唾液中硫氰酸根离子的含量。通过本实验可以比较出吸烟者和不吸烟者唾液中硫氰酸根离子含量的高低，从而让更多吸烟者意识到吸烟的危害。

1 实验部分

1.1 主要仪器

T6新世纪紫外-可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司;优普UPK-1-20T纯水机，成都超纯科技有限公司;BT224S电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司。

1.2 试剂

本实验所用试剂均为分析纯。

1)硫酸铁铵溶液(24 g·L-1)：称取硫酸铁铵2.4 g，用纯水溶解并定容至100 mL。

2)硫氰酸根标准储备液(10 g·L-1)：将硫氰酸钠标准品于80 ℃烘箱干燥2 h后，准确称取1.396 6 g置于100 mL容量瓶中，定容，混匀。

3)硫氰酸根使用液(100 mg·L-1)：吸取10 mL硫氰酸根标准储备液置于100 mL容量瓶中，用纯水稀释并定容。

4)1 mol·L-1硫酸：将质量分数为98.3%的硫酸稀释10倍。

1.3 实验原理

在酸性条件下，三价铁离子与硫氰酸根离子反应生成可溶于水不离解的硫氰酸铁络合物([Fe(SCN)]2+、 [Fe(SCN)2]+、 Fe(SCN)3、 [Fe(SCN)4]-、 [Fe(SCN)5]2-、 [Fe(SCN)6]3-)，所生成的产物与二者的用量比有着直接的关系，为了能更准确地测定硫氰酸根离子，本实验将添加过量的三价铁离子，使待测硫氰酸根离子全部转换为Fe(SCN)2+。

1.4 样品采集和样品前处理

选择吸烟者和不吸烟者各2人，从08：00开始每3 h取一次唾液，总共5次。所收集的样品于2 h内测定完毕。

将收集的唾液样品取2 mL置于25 mL的容量瓶中，加入24 g·L-1的的硫酸铁铵溶液1.0 mL和1 mol·L-1硫酸溶液2.0 mL，用纯水定容、摇匀，放置5 min后测定其吸光度。

2 结果与讨论

2.1 最佳实验条件

2.1.1 反应酸度的影响

分别量取100 mg·L-1硫氰酸根使用液2.0 mL，以及24 g·L-1的的硫酸铁铵溶液1.0 mL置于5只25 mL 的容量瓶中，然后加入1 mol·L-1硫酸溶液0、2、4、6、8 mL，混合均匀并用纯水定容，待测。配制相对应的空白溶液作为参比溶液，在300～600 nm区域内进行波谱扫描，扫描结果显示最大吸收峰均出现在479～482 nm之间，不同硫酸用量所对应的硫氰酸铁的吸光度不同，实验结果如表1所示。可以看出，硫酸用量在2 mL时，其吸光度值最大，故选择硫酸用量为2 mL。

表1 吸光度与酸度的关系

图 1 硫氰酸铁的光谱扫描图

硫酸用量为2 mL时，硫氰酸铁的扫描结果如图1所示。从图1可知，在480 nm处有一最大吸收峰，因此确定480 nm为硫氰酸铁的测定波长。

2.1.2 反应时间的影响

实验对硫氰酸根离子与三价铁离子的反应时间对硫氰酸铁吸光度的影响进行了讨论。实验结果表明：在5 min以内，硫氰酸铁的吸光度与反应时间成线性关系，5 min以后吸光度基本保持不变，因此本实验选定反应时间为5 min。

2.1.3 反应温度的影响

分别量取100 mg·L-1硫氰酸根使用液2.0 mL，以及24 g·L-1的的硫酸铁铵溶液1.0 mL置于5只25 mL 的容量瓶中，加入1 mol·L-1硫酸溶液2 mL，混合均匀并用纯水定容。将5瓶溶液分别在室温、水浴40、60、80、100 ℃下反应5 min后，在480 nm处测定各溶液的吸光度，实验结果如表2所示。可以看出，硫氰酸铁的吸光度在不同的反应温度下没有太大的变化；因此在接下来的实验中，选择室温作为硫氰酸根离子与铁离子的反应温度。

表2 吸光度与反应温度的关系

2.2 重现性验证

在2.1中得到的最佳实验条件下，对4个不同质量浓度的硫氰酸铁溶液的吸光度进行测定，并对实验方法的相对标准偏差(relative standard deviation，RSD，n=6)进行计算，计算结果见表3。

由表3可知， RSD<0.89%，表明本实验的精密度、重现性很好，利用本实验方法测得的硫氰酸根离子的含量值得信赖。

表3 精密度(RSD, n=6)

2.3 标准曲线的制备

在2.1中得到的最佳实验条件下，配制硫氰酸根离子质量浓度分别为0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0、20.0、30.0 mg·L-1的硫氰酸铁溶液，并在480 nm处测定吸光度，以硫氰酸根离子质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线图(图2)。

从图2可以看出，在0.5～30.0 mg·L-1的范围内，硫氰酸根离子质量浓度与吸光度的线性关系良好，回归方程为y=0.044 9x- 0.012 9，R2=0.999 3。

图 2 硫氰酸根离子标准曲线图

2.4 样品分析

将1.4收集并处理好的唾液样品在480 nm处，以样品空白为参比测定吸光度。根据标准曲线计算出唾液中硫氰酸根离子的含量，列于表4。

实验结果表明，吸烟者唾液中硫氰酸根离子的含量是不吸烟者唾液中硫氰酸根离子含量的3～4倍。实验结果中吸烟者08:00和20:00的唾液中硫氰酸根离子的含量偏高，这可能是由于睡眠时唾液的沉积造成硫氰酸根离子含量的增加，以及一整天的吸烟增加了唾液中硫氰酸根离子的含量 。

不吸烟者2的唾液中硫氰酸根离子的质量浓度用溴化己二甲铵(Hexadimethrine bromide)修饰柱进行测定[11]，测定结果为29.3 mg·L-1，与本实验方法的测定值相近，说明本实验方法测得的数据有一定的准确性。

2.5 回收率验证

对20：00采集的唾液样品加标进行回收率的测定，测得回收率为90.9%～110.8%，实验结果见表4。

表4 样品中硫氰酸根离子的含量和回收率的测定

注：表4中硫酸根离子的含量为：实际测定值×12.5(唾液样品被稀释的倍数)。

3 结 论

本实验采用紫外-分光光度法对唾液中的硫氰酸根离子进行定量分析，实验时间短，检测结果准确，可在常温下进行，方法简便实用。

在硫酸介质中，硫氰酸根离子和铁离子能反应生成溶于水不离解的硫氰酸铁。利用对硫氰酸铁进行吸光度的测定，能够快速地测定出唾液中硫氰酸根离子的质量浓度。实验结果表明，吸烟者唾液中硫氰酸根离子的质量浓度是不吸烟者的3～4倍。此结果进一步证明吸烟会增加唾液中的硫氰酸钠的质量浓度，这将会影响体内蛋白质的通透性从而影响到身体健康。

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