流动注射化学发光法测定抗坏血酸及机理

流动注射化学发光法测定抗坏血酸及机理
赵珮妮 , 谭
1
云 , 高伟强 , 于京华
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( 1. 济南大学 化学化工学院 , 山东 济南 250022 ; 2 . 济南市产品质量监督检验所 , 山东 济南 250022)
摘
要 : 利用 3- 对硝基苯基 - 5- ( 2 - 磺酸基苯偶氮 ) 若丹宁 - 盐酸 - 高 锰酸钾化学发光体系 , 实 现以流动注 射化学发
( 1. S ch ool of Chem istry and C hem ical Engineering, U n ivers ity of Jinan , J inan 250022, Ch ina; 2. Jinan Produ ct Q uality Sup erv is ion and In spect ion Inst itute, Jin an 250022 , Ch in a)
在流动注射化学发光分析中应用的报道。本实验中 合成了新型试剂 3- 对硝基苯基 - 5- ( 2 - 磺酸基 苯偶氮 ) 若丹宁 ( 4NRASP ), 发现此试剂可与酸性高 锰酸钾产生化学发光 , Vc 的加入可抑制此体系的化 学发光强度 , 据此建立了测定痕量 V c 的新方法 , 并 直接用于测定西红柿和维 C 银翘片中的 V c 的质量 浓度, 得到准确性高的数据结果 , 并通过对 4NRASP 循环伏安行为的研究 , 推测其发光机理。
[ 8]
和化学发光法
[ 5]
等。化学发光 法具有仪器简
, 与固相微萃取联用
[ 9 - 10]
及与浊点萃取联
收稿日期 : 2010- 12- 02 基金项目 : 国家自然科学基金 ( 50972050)
网络出版时间 : 2011 - 01- 18
22 : 04
作者简介 : 赵 珮妮 ( 1985- ) , 女 , 山东济南人 , 硕士生 ; 于京华 ( 1963 - ) , 女 , 山东烟台人 , 教授 , 博士 , 硕士生导师 。 网络出版地址 : http : / /www. cnk . i net /k c m s/ detail /37 . 1378 . N. 20110118 . 2204. 003 . ht ml
2 结果与讨论
2 . 1 发光强度的变化 在 KM nO4 和 H C l的浓度分别为 2 . 5 10 和
- 4
1 . 0 m ol /L, 主副泵流速均为 2 . 4 mL /m in 条件下, 采 用流动注射化学发光分析仪测定体系的化学发光强 度, 结果见图 2 。
1 实
验Biblioteka Baidu
1 . 1 仪器和试剂 IFFM - E 流动注射化学发光分析仪 ( 西安瑞迈 分析电子仪器 公司 ) ; LK98 循环伏安仪 ( 天津兰力 科科技有限公司 ); UV - 3101 紫外分光光 度计 ( 日 本岛津公司 ); LS55 型荧光光度计 ( 美国 Perkin E l m er公司 ) 。 V c(质量分数 > 99 . 7 % , 天津市北方天医试剂 厂 ) ; 4NRASP储备液 ( 浓度 c = 4 . 0
抗坏血酸又称维生素 C ( V c), 存在于各种新鲜 蔬菜和水果中, 在人体内具有重要的生理作用。它 是人体必需的营养物质 , 在人体的正常生命活动中 参与着多种代谢过程 , 对保持细胞血管的完整 , 增强 人体抵抗力具有极为重要的作用, 可用于坏血病的 预防和辅助治疗。人体缺少抗坏血酸, 会引起很多 疾病。因而 , 建立一种快速有效的检测抗坏血酸的 方法, 具有重要意义。目前测定抗坏血酸的方法主 [ 1] [ 2] [ 3] 要有碘量 法 、 荧光 法 、 分光光 度法 、 电 化学 法
第 25 卷第 3期 2011年 7月
济南大学学报 ( 自然科学版 ) J OURNAL OF UN I VER SI TY O F JI NAN ( Sc.i and T ech )
V o. l 25 N o. 3 Ju. l 2011
文章编号 : 1671- 3559( 2011) 03- 0243- 05
[ 11 ]
。
若丹宁试剂最早主要应用于分光光度法中测定 [ 12 - 13 ] 贵金属离子 。近年来研究发现, 若丹宁试剂也 是一类优良的荧光试剂
[ 14- 15]
, 目前未见有此类试剂
P1 和 P2: 蠕动泵 ; A: V c溶液 ; B: 4NRASP溶液 ; C: KM nO4 溶液 ; D: H C l溶液 ; V: 切换 阀 ; W: 废液 ; E: 流通池 ; NHV: 负高压电源 ; P M T: 光电倍增管 ; PC: 计算机 ; AM P : 放大器 图 1 流动注射化学发光分析溶液流路图
Abstrac t : The m ass concentration of asco rb ic ac id in foodstu ff was deter m ined by flow injection che m ilum inescence m ethod w ith a novel 3 ( 4 n itry l) 5 ( 2 sulfonic pheny lazo ) rhodan ine HC l KM nO4 che m ilum inescence reaction syste m. T he linear range w as from 0. 05 to 10 m g /L w ith the de tection li m it o f 0. 031 m g /L . T he m e thod w as successfu lly app lied in the deter m ination o f asco rbic ac id. A nd the chem ilum inescence m echan is m o f 3 ( 4 nitry l) 5 ( 2 su lfon ic pheny lazo) rhodan ine was studied by cy clic vo lta mme try . K ey word s : 3 ( 4 n itryl) 5 ( 2 su lfon icpheny lazo) rhodan ine ; chem ilum inescence ; asco rbic acid ; cyc le vo lt ampere ; che m ilum i nescence mechan ism
第 3期
赵 珮妮 , 等 : 流动注射化学发光法测定抗坏血酸及机理
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HC l介质中进行测定。 对 KM nO 4 和 H C l溶液分别进行了 6 组浓度比 较 实验 , 选择 KM nO4 和 HC l 的 最 佳浓 度 分 别为 2 . 5 10 和 1 . 0 mo l/L。在 2 . 0 10 到 1. 0 10 m o l/L 范围改变 4NRASP 溶液的浓度 , 当其浓度为 6 . 0 10
光法对食品中抗坏血 酸质量浓度的测定 。 结果得出 : 检出限 为 0. 031 mg /L, 线性范 围为 0. 05~ 10 mg /L。 进而 采用循 环伏安 法探讨 3- 对硝基苯基 - 5- ( 2 - 磺酸基苯偶氮 ) 若丹宁的发光机理 。 关键词 : 3- 对硝基苯基 - 5- ( 2 - 磺酸基苯偶氮 ) 若丹宁 ; 化学发光 ; 抗坏血酸 ; 循环伏安 ; 发光机理 中图分类号 : O 657. 39 文献标志 码 : A
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10
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mo l /L, 实
验室 自制 ) , 用 时逐级稀 释至所需 浓度; 高锰酸钾 ( KM nO4 ) 工作液 (浓度 c = 2 . 5 10 m ol /L, 中国尧舜 进出口有限公司 ); 盐酸工作液 (浓度 c = 1 . 0 mo l/L, 国 药集团化学试剂有限公司 ) 。所用试剂均为分析纯 , 水为 2 次去离子水。 制备 Vc 储备液 ( 100 m g /L ) : 准确称取 0 . 050 0 g 的 V c 于小烧杯中 , 加水溶解后转移至 500 mL 容 量瓶中 , 用水定容 , 用时逐级稀释至所需浓度。 1 . 2 实验流程 实验溶液 流路如 图 1 所示。输送 4NRASP 和 V c 溶液的为主泵, 输送 KM nO4 溶液和 HC l溶液的 为副泵。分别将一定量 Vc 溶液和 6 . 0 10 m ol /L - 4 的 4NRASP 溶液、 2 . 5 10 m ol /L 的 KM nO4 溶液 和 1. 0 m o l/L 的 HC l溶液混合后注射进入检测器 , 主泵流速为 3 . 2 mL /m in , 副泵流速为 4 . 5 mL /m in, 负高压为 800mV, 增益为 2 , 按图 1 所示流路进行化 学发光测定 , 以峰高定量。
m o l/L 时体系具有最大的发光强度。主
泵流速为 3 . 2 mL /m in , 副泵流速为 4 . 5 mL /m in发光 信号大且稳定。 2 . 3 标准曲线与检出限 在最优条件下, V c的质量浓度在 0 . 05~ 10 mg /L 范围内与化学发光强度增加值 系。 其线性回归方程为 测限为 0. 031 mg /L。 2 . 4 干扰离子的影响 在 1 . 0m g /L标准 V c 溶液中, 对各种共存离子 的影响进行实 验, 结果表明 , 相对误差 5 % 内, + + N a , K , C l , F 和 NO3 可大量共 存, 500 倍的葡 萄糖、 果糖、 蔗糖、 淀粉和环糊精 , 200 倍的 Cd , 50 倍的柠檬酸 , 40 倍的 Ca 和 Co , 30 倍的酒石酸和 对乙酰氨基酚, 20 倍的 C s , 10 倍的 M g 、 Al 和 2+ 5+ Cu 对 V c的测定不产生干扰 , V 干扰严重。但样 品中 V 的质量浓度一般较低 , 通常不需要分离处 理 , 可直接测定。
Determ ination of A scorbic A cid by F low Injection Chem ilum inescence and ItsM echanis m
1 ZHAO P ei ni , TAN Y un2, G AO W e i qiang1 , YU J ing hua1
- 5 - 4 -5 -4
4 4NRA SP 的发光机理
4 . 1 4NRASP 的电化学行为分析 4NRASP 的电化学行为采用 3 电极来测试 , 玻 碳电极 ( GCE ) ( d = 3 mm ) 为工作电极 , P t片为对电 极, 饱和甘汞电极 ( SCE ) 作为参比电极。在乙醇溶 剂中以 0 . 05 m o l/L 四丁基溴化胺作为支持电解质, - 4 对浓度为 4 10 m o l/L 的 4NRASP 进行循环伏安 扫描 , 电位区间为 - 0 . 5~ 0 . 5V, 扫速为 50mV / s, 结 果见图 3 。
[ 4]
单、 易操作、 线性范围宽和灵敏度高的优点。作为一 种有效的痕量分析方法, 化学发光法在环境科学和 生命科学领域中具有广泛的应用前景
[ 6]
。
在 20 多年时间里, 化学发光已经取得了长足的 发展 , 主要表现在: ( 1) 已经被应用到有机化学、 药 学、 临床医学、 生命科学和环境科学当中 ; ( 2 ) 化学 发光分析法不断完善 , 发光试剂的新体系和新方法 不断出现 ; ( 3) 化学发光与其他仪器的联用逐渐增 [ 7] 多, 如电致化学发光 ( ECL ) , 化学发光与毛细管电 泳联用
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济 南 大 学 学 报 ( 自然科学版 )
第 25卷
用来测定其他物质等 ; ( 4) 仪器研制工作已迅速发 展。化学发光的最新发展主要是在原有发光试验剂 及体系的基础上 , 研究合成新的发光试剂 , 建立新的 发光体系, 与其它技术如流动注射技术 ( FA I) 、 高效 液相色谱技术 ( H PLC )、 固定化试剂技术、 传感器技 术以及生化免疫技术的联用等方面
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图 2 体系的化学发光强度变化
在加入 V c 前, KM nO 4 与 HC l不产生化学发光 信号。加入 V c 后产生了少量 的发光体, 产 生微弱 的化学发光 ; 而 4NPRASP 溶液与 KM nO 4 和 H C l溶 液混合后产生大量的发光体, 产生很强的化学发光 信号 , 加入 Vc 后, 发光信号显著减小 , 且随着 V c 量 的增加, 发光信号 继续减弱, 原因可能是 4NPRASP 和 V c之间发生了作用。 2 . 2 氧化剂及反应试剂用量的影响 以 H C l和 H 2 SO4 为 介质测 定氧化 剂 KM nO 4、 C e( SO 4 ) 2、 H 2 O2 和 K 2 C r2O 7 对体 系发光 强度 的影 响。 KM nO4 作氧化剂时体系的化学发光强度最大; 体系在 H C l介质中比 在 H 2 SO 4 介 质中的化学发光 强度大 , 灵 敏度 高。故 选 择 KM nO4 作 氧化 剂, 在