离子液体光度法测生姜中微量铁

离子液体光度法测生姜中微量铁
陈新
【摘要】实验采用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[ Bmim][ BF4]作为萃取剂，以邻二氮菲为显色剂，建立了离子液体萃取分光光度法测定微量铁的分析方法。

同时优化了体系pH、离子液体用量等实验条件，并对生姜中的铁进行测定，方法准确度高。

%Trace iron in zingiber officinale rosc was determinated by spectrophotometry with 1-butyl-3-methylimid-azolium tetrafluoroborate [ Bmim] [ BF4 ] as an extractant and with phenanthroline as a chromogenic agent. The effect of pH,the amount of ion liquid and other conditions were optimized. Results show that the method has a high accuracy.
【期刊名称】《南京晓庄学院学报》
【年(卷),期】2015(000)006
【总页数】3页(P51-53)
【关键词】微量铁元素;1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐;萃取剂;分光光度法;生姜【作者】陈新
【作者单位】南京晓庄学院环境科学学院，江苏南京211171
【正文语种】中文
【中图分类】TS207.3
生姜，又名姜、黄姜，为姜科植物姜的鲜嫩茎，属多年生草本宿根植物.其以根茎入药，是药食两用植物.李时珍对姜的多种用途大为赞赏，曰:“姜，辛而不荤，去
邪辟恶，可蔬可和，可果可药，其利博矣”［1］.现代研究表明生姜营养丰富，含多种氨基酸、可溶性多糖、姜酚、黄酮、多种维生素及微量元素等有效成分.故具有多种功效，如解表散寒，温胃止吐，止咳化痰、健胃解毒、延缓衰老、降低胆固醇、抗癌和抑菌等［2-4］.
目前，大家主要集中于对生姜抗菌和抗氧化活性方面的研究，对其中微量元素的测定不是很多，用离子液体为萃取剂测定生姜中微量铁的研究还未见报道.本实验在邻二氮菲光度法测铁的基础上，以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐［Bmim］［BF4］作为萃取剂，利用磷酸二氢钾的盐析作用，生成离子液体-盐水双水相体系，亚铁离子与邻二氮菲生成的络合物富集在离子液体相中，用分光光度法对其进行测定.该方法方便快捷，准确度高，重复性好、污染小.我们利用该方法对新鲜生姜中的微量铁进行了测定.
1.1 主要仪器与试剂
UV-1700紫外可见分光光度计(日本岛津公司)，7230G可见分光光度计(上海精科)，KQ-200KDB型高功效数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)，ZD-2型自动电位滴定仪(南京科环分析仪器有限公司)，Anke TDL-4飞鸽牌离心机(上海安亭科学仪器厂制造)，LENGGUANG比色皿(中国上海)
1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐［Bmim］［BF4］(兰州奥力科化工有限公司，99%)、六水合硫酸亚铁铵(西陇化工股份有限公司，A.R.)、盐酸(西陇化工股份有限公司，A.R.)、邻二氮菲(天津科密欧化学试剂有限公司，A.R.)、盐酸羟胺(南京化学试剂有限公司，A.R.)、醋酸钠(南京化学试剂有限公司，A.R.)、磷酸二氢钾(南京化学试剂有限公司，A.R.).
1.2 实验方法
1.2.1 样品处理
市售新鲜生姜洗净切片，放入烘箱低温烘干后粉碎.取生姜粉1 g于25 ml容量瓶
中，加入20 ml去离子水或超纯水都可，超声振荡20 min后，用去离子水或超纯水都可定容，在70℃的水浴下，进行30 min的超声振荡，静置备用.
1.2.2 实验方法
移取1.2.1生姜溶液或1μg/m l亚铁标准溶液5.0 ml于具支试管内，加入100
g/L盐酸羟胺溶液1 ml，静置2 min，然后加入1.5 g/L邻二氮菲溶液2.0 ml，
摇匀，再加入3 mol/L醋酸钠缓冲溶液1.0 m l，摇匀静置之后，加入1.5 ml的
离子液体和2.0 g的磷酸二氢钾，待其溶解后，在70℃的水浴下，进行30 min
的超声振荡，出现分层，上层为离子液体相，下层为盐水相.将溶液移入离心管中，转速为3000 r/min下离心5 min，取上层离子液体相，用光度法进行吸光度测定，通过标准曲线求算出铁的含量.
2.1 离子液体萃取相紫外吸收光谱绘制
移取5.0 ml亚铁标准溶液于具支试管中，按照1.2.2实验方法得分层溶液，取上
层离子液体相，以试剂空白作参比，进行紫外-可见光谱扫描，得吸收光谱图.从图看出，最大吸收波长为510 nm，故将其选择为实验的测定波长.
2.2 萃取体系的pH值
按照实验方法，固定其它条件不变，不断调节溶液的pH值，测定离子液体相吸光度的变化.结果表明，当pH值在1.0～5.0时，随着pH值的增加，吸光度逐渐增大;pH值在5.0～6.0之间，吸光度值变化趋于平缓;当pH值＞7.0时，随着pH值的增加，吸光度逐渐减小.这是因为当溶液酸度高时，亚铁离子与邻二氮菲络合缓慢;而酸度低时，离子又易水解.因此选用醋酸-醋酸钠缓冲溶液体系来控制实验的
pH值.
2.3 离子液体的用量
按照实验方法，固定其它实验条件，改变离子液体的用量，测定离子液体相吸光度值的变化.结果表明，离子液体用量为0.1 m l～0.75 ml之间，吸光度的值很小，
且变化不大;当离子液体用量增大到1.0 ml时，随着离子液体用量的增加，吸光度值明显增大;当离子液体用量增加到1.5 m l，吸光度值达到最大;用量大于1.5 ml
之后，吸光度呈下降趋势.这是因为离子液体用量小于1.5 m l时，亚铁络合物不能被完全萃取;当离子液体用量大于1.5 ml时，络合物在离子液体相中被稀释，导致吸光度降低.因此，离子液体的最佳用量为1.5 ml.
2.4 磷酸二氢钾的用量
加入磷酸二氢钾，是为了利用其盐析效应，形成一个上层为［Bmim］［BF4］离子液体富集相和下层为盐水相构成的双水相体系［5］.
按照实验方法，固定其它实验条件，加入不同量的磷酸二氢钾，测定离子液体相吸光度的变化.结果表明，磷酸二氢钾用量小于0.5 g时，分层不明显;用量在0.5～1.5 g时，分层明显，且离子液体相的吸光度值随着磷酸二氢钾用量的增加而增加.当磷酸二氢钾用量在1.5～2.5 g时，离子液体相吸光度值变化不大;用量超过2.5
g后，会有无法溶解的磷酸二氢钾沉积于溶液的底部.因此实验选择磷酸二氢钾的
用量为2.0 g.
2.5 邻二氮菲的用量
按照实验方法，固定其它实验条件，改变邻二氮菲的用量，测定离子液体相吸光度的变化，同时观察两相的现象.
结果表明，当邻二氮菲的用量在0.5～2.0 ml时，离子液体相吸光度值随邻二氮菲用量的增加而增大;邻二氮菲用量在2.0～2.5 ml时，吸光度值最大且稳定.这是因
为邻二氮菲用量小于2.0 m l时，络合反应不能进行完全.而因此邻二氮菲的用量在2.0 ml时最为合适.
2.6 萃取温度
按照实验方法，固定其它实验条件，考察了萃取温度对实验结果的影响.结果表明，萃取温度小于60℃时，随着萃取温度逐渐升高，离子液体相的吸光度值也逐渐增
大;当萃取温度在60℃～70℃时，吸光度值的变化趋于平缓，并在70℃时达到最大;此后，温度继续升高，吸光度值开始减小，可能是因为温度过高，铁与邻二氮
菲形成的络合物不稳定分解.故70℃为最佳萃取温度.
2.7 萃取时间
按照实验方法，固定其它实验条件，考察了萃取时间对实验结果的影响.结果表明，萃取时间过短，亚铁络合物难以完全被离子液体萃取出来，导致吸光度值偏低;萃
取时间过长，吸光度值也会减小.这是因为萃取时间过长，会导致更多的水转入盐
水相中，离子液体相变少，络合物被离子液体萃取出来的量减少.因此，30 min为最佳的萃取时间.
2.8 离子液体的富集功能
准确配制1μg/m l、2μg/ml、4μg/ml的亚铁标液，按照上述最佳条件加入离子
液体进行测定，并分别与相应不添加离子液体的亚铁标液测定值进行比较.
从表1可以看出，在低浓度亚铁溶液的情况下，离子液体对其具有较强的富集功能.
2.9 标准曲线与检出限和定量限
准确配制不同浓度的亚铁标准溶液系列，用试剂空白作参比，按照最佳实验条件进行吸光度值的测定，绘制标准曲线.结果表明，亚铁浓度在1～8 μg/ml范围内与
吸光度值呈良好线性关系，线性回归方程为y=0.0566x+0.1721，R2=0.9902.对
7份空白溶液进行平行测定，通过计算得出该方法的检出限和定量限分别为
0.0535μg/ml和0.168 μg/ml.
按1.2.1与1.2.2方法测定生姜中铁的含量，并进行了加标回收率实验.结果见表2和3.
由上述两表可知，市售生姜中微量铁元素的含量为18.48μg/g，实验的加标回收
率范围为96.00%～104.00%，说明用离子液体［Bmim］［BF4］作为萃取剂测
定生姜中铁的含量时准确度高，重复性好.
【相关文献】
［1］李时珍.本草纲目［M］.武汉:崇文书局，2012.
［2］丁培峰，吴文荣.姜汁、芒果汁复合饮料的研制［J］.食品研究与开发，2010，31(9):110-112.
［3］刘雪梅.生姜的药理作用研究进展［J］.中成药，2002，24 (7):539-541.
［4］杨洋.生姜黄酮的提取及其抗氧化活性的研究［J］.食品科学，2002，23(4):45-50.
［5］Keith E.Gutowski，Grant A.Broker，Heather D.Willauer et al.Controlling the Aqueous Miscibility of Ionic Liquids:Aqueous Biphasic Systems of Water-Miscible Ionic Liquids and Water-Structuring Salts for Recycle，Metathesis，and Separations［J］.J.Am.Chem.Soc.，2003，125，6632-6633.。