改进的催化动力分光光度法测多矿中碘的含量

2015-01-19袁燕平姚亚军

饲料工业 2015年11期

■袁燕平姚亚军

(长沙兴嘉生物工程股份有限公司技术中心，湖南长沙 410011)

碘是饲料多矿中一种非常重要的微量元素，它的含量的高低直接影响到多矿的营养价值和成本，然而它的检测问题一直困扰着整个饲料行业，目前还没有一个较好的办法能检测多矿中碘的含量，这是因为目前市场上的绝大多数多矿中添加的是碘酸钙，GB/T 13882-2010方法针对的是碘化钾而非碘酸钙，另外多矿中富含二价铜和四价硒等氧化性成分，加上碘酸钙在多矿中的量并不大，使得它也难以通过常规容量法检测出来。

开发建立特异性强的碘的检测方法是关键，最近，长沙兴嘉生物在这方面做出了显著成果。他们在GB/T 13882-2010的基础上加以改进，开发出一种新的催化动力分光光度法检测多矿中碘酸钙的含量，效果较好。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

恒温水浴锅（THX-05，宁波天恒），漩涡振荡器（SZ-1，国义），秒表，分光光度计（UV-9600，北京瑞利），超声波清洗器（SB-25-12DT，宁波新芝）。

硝酸（优级纯，株洲星空化玻），碘酸钙（AR、国药），硫氰酸钾（AR，国药），碳酸钾（AR，天津光复），硫酸铁铵（AR，国药），硫酸（AR，邵阳方华），氯化钠（AR，天津恒兴），盐酸羟胺（AR，湖南高纯），氯化亚锡（AR，西陇化工）。重蒸水（实验室自制）

（1+1）硝酸溶液：50 ml重蒸水缓慢加入50 ml优级纯硝酸，搅拌均匀。

1 mg/ml碘酸钙标准储备溶液：称取0.196 2 g分析纯六水合碘酸钙，加入4 ml（1+1）硝酸，超声30 min使其溶解，转移至100 ml容量瓶定容，移入棕色试剂瓶，置于冰箱保存，2个月内有效。

1～4μg/ml碘酸钙标准工作溶液：准确移取 0.1～0.4 ml标准碘酸钙储备溶液入100 ml容量瓶，加入2 ml（1+1）硝酸，加水定容，转移至棕色试剂瓶，置于冰箱保存，15 d内有效。

0.1 mol/l硫氰酸钾溶液：称取0.97 g硫氰酸钾，溶于适量水，移入100 ml容量瓶，稀释至刻度。

硫氰酸钾-碳酸钾溶液：称取4.8 g碳酸钾，溶于适量水，加入5 ml 0.1mol/l硫氰酸钾溶液，转移至100 ml容量瓶，稀释至刻度。

硫酸铁铵-硝酸溶液：称取6.0 g十二水合硫酸铁铵溶于水，慢慢加入优级纯浓硝酸47 ml，移入100 ml容量瓶中，稀释至刻度，置于冰箱保存，15 d内有效。

颜色固定剂：在300 ml水中，依次加入硫酸50 ml、氯化钠25 g、盐酸羟胺5 g、氯化亚锡10 g，溶解后用水稀释至500 ml。

1.2 样品处理

准确称取0.2～0.5 g多矿样品，加入2 ml（1+1）硝酸，超声30 min溶解其中碘酸钙，转移至100 ml容量瓶，加水定容，摇匀后过滤，此步配得的样品溶液中含碘约2 μg/ml。

1.3 标准曲线制备及样品检测

移取碘酸钙标准工作液0.0、0.2、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 ml于10 ml容量瓶，各加硫氰酸钾-碳酸钾溶液0.5 ml，以及重蒸水3 ml，在漩涡振荡器上充分混匀，调好秒表，每间隔40 s的时间向每份标液分别加硫酸铁铵-硝酸溶液1 ml，利用漩涡振荡器充分混匀，30℃恒温水浴反应20 min后，再每隔40 s的时间向每份标液分别加颜色固定液0.5 ml，加水定容并摇匀，用1 cm比色皿，在460 nm处，以重蒸水为参比测各标液的吸光度，绘制吸光度-碘含量标准工作曲线并求得回归方程。

同时，移取样品溶液0.5 ml于10 ml容量瓶，后面步骤同标准曲线制备，测得样品溶液吸光度值，根据标准工作曲线方程计算其中碘含量。

在条件优化实验中，将改变各试剂的加入量以摸索最优条件。

2 结果与讨论

2.1 不同浓度标液制备的标准曲线

GB/T 13882-2010中使用碘化钾做标液，此处使用碘酸钙作为标液，与多矿中实际所使用的碘源一致，更加科学合理。由于此方法与国标体系不一样，需摸索碘酸钙标液的最佳浓度，不同浓度碘酸钙标液所制备的标准曲线对比所得结果如表1和图1。从图1、表1中均可看出，浓度太低，底物褪色慢，吸光值太集中，梯度太小，导致误差较大，故不适合，而浓度较高时，褪色较快，导致曲线后段有些弯曲，误差较大，所以，适中的浓度2μg/ml比较好。

表1 不同浓度碘酸钙制备的标准曲线对比

图1 不同浓度碘酸钙制备的标准曲线对比

2.2 不同酸度

酸度是影响反应的一个至关重要的因素，酸度不同，反应的快慢程度不一样，也就是褪色快慢不一样，故需摸索出一个较适宜的酸度。本实验中，通过改变加水量来改变酸度，不同加水量的对比结果如表2和图2所示。从结果可看出，水量减少，褪色太快，水量增多，褪色较慢，混匀时不好操作，给结果带来影响，所以水量是确定为3 ml较适宜，另外需控制标液和样品溶液中酸度一致，本方法中确定标液和样品中均加入2%的（1+1）硝酸。

表2 不同加水量的对比

2.3 平行性

对于多矿样品的检测，本实验考察了同一个样品的平行性，结果列于表3。从表3可以看出，4个样品3平行的相对误差的绝对值最小可以达到0.18%，而最大也没超过30%，在GB/T 13882-2010中规定，当试样中碘含量大于3 mg/kg时，允许相对偏差为30%，显然，此方法能达到基本要求，并且整体而言，准确性和平行性都较好。

图2 不同加水量的对比

表3 平行性实验

2.4 回收率

在4个多矿样品中添加100μg碘酸钙，考察回收率，结果列于表4。从表4可看出，除个别情况回收率较高外，回收率基本可以控制在90%～110%之间，属于较好的结果，说明此方法可靠，能满足多矿中碘的检测需求。

表4 回收率实验

2.5 碘酸钙标液用于GB/T 13882-2010

国标GB/T 13882-2010中所用的标液为碘化钾，其原理是在酸性条件下碘化钾催化亚硝酸钠氧化硫氰酸铁，使硫氰酸铁褪色，相同反应时间里，硫氰酸钾的褪色程度能反映碘化钾的多少。而在本方法中，考虑到碘酸钙本身是氧化剂，在酸性条件下表现出较强的氧化性，能自催化氧化硫氰酸铁，故此方法中去掉了亚硝酸钠，这一改进收到了较好的效果。

本实验也尝试将碘酸钙标液用于GB/T 13882-2010方法，即反应体系中不去除亚硝酸钠，所得结果如表5和图3。从结果上来看，碘酸钙用于GB/T 13882-2010方法，所得标准曲线线性较差，这是因为体系中碘酸钙和亚硝酸钠都是强氧化剂，都能使硫氰酸铁褪色，相当于有两个反应同时竞争进行，则硫氰酸钾褪色的快慢与碘酸钙含量的高低很难控制呈必然线性关系。