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分光光度法测定痕量锌的方法研究学生：胡云甜，长江大学化学与环境工程学院指导教师：周享春，长江大学化学与环境工程学院[摘要]自八十年代以来，环境分析尤其是水体中水溶态金属子的分析的研究在国内外都很活跃。分光光度法是测定水溶态微量金属离子的常用检测方法，该方法操作简便，仪器结构简单、价格低廉。双水相萃取技术是二十世纪五十年代发展起来的新型分离技术。它具有以水为溶剂、价格低廉、不易挥发、污染小、分相速度快、操作简单、可以与其他技术相结合等优点，已经得到业界的广泛重视。通过双水相萃取技术与分光光度法集成应用，建立了集萃取分离和测定金属离子于一身的双水相萃取光度分析方法。系统地研究了锌(11)一锌试剂的配合物在聚乙二醇(PEG)2000一硫酸钠双水相体系中的光谱性质、组成、显色和萃取条件，建立了分析锌(II)的新方法。通过对PEG溶液用量、硫酸钠用量、显色剂的用量、体系的酸度等影响因素的优化，提高了选择性和灵敏度、基本消除了基体干扰。从线性关系、检出限、精密度及抗干扰能力等方面对该方法进行评价。将该方法用于食品等实际样品的分析测定，结果与原子吸收光谱法测定值相符。[关键词]：聚乙二醇；双水相萃取；分光光度法；锌(II)[Abstract]Thestudiesofenvironmentalanalysis，especiallytheanalysisofwatersolublemetalioninwater，areactiveworldwidefrom1980，s.Spectrophotometryisthemostpopulardeteetionmethodappliedtodeterminewatersolubletracemetalion.Itissimpleandconvenient，anditsinstrumentisalsosimpleandlowinprice.Aqueoustwo-phaseextractiontechnique，asanewtypeofseparatingtechniquedevelopedfrom1950，s，hasreeeivedbroadattentioninextractionarea，becauseofitsadvantages，suchas，waterassolvent，lowcost，lessvolatile，lesspollution，fastphaseseparatingspeed，simpleoperation，combinationwithothertechniques.Bytheintegratedapplieationofaqueoustwo-phaseextractionandspectrophotometry，thenovelanalysismethodthataqueoustwo-phaseextractionspectrophotometrywasestablished.Itcanextractandsimultaneouslydeterminemetalions.Thespectralproperties，composition，colorandextraetionsconditionsofzine(II)-zineoneomplexesintheaqueoustwo-phasesystemformedbypolyethyleneglyeol(PEG)2000andsodiumsulfateweresystematieallystudied，andthenovelmethodofanalyzingzinc(II)isestablished.Theseleetivityandsensitivitywasimproved，andthematrixinterferencewasbasieallyeliminatedbyoptimizingtheamountofPEGsolution，sodiumsulfate，chromogeniereagent，theacidityofthesystemandother，factors.Themethodwasevaluatedfromlinearrelationship，deteetionlimitsPreeision，anti-interferencecapabilityandsoon.Themethodwasappliedtoanalyzefoodandothersamples.andtheanalyticalresultswereingoodagreementwiththevaluesmeasuredbyatomicabsorptionspectrometry.[Keywords]：polyethyleneglyeol；aqueoustwo-Phaseextraction；speetrophotometry；zinc(II)分光光度法测定痕量锌的方法研究学生：胡云甜，长江大学化学与环境工程学院指导教师：周享春，长江大学化学与环境工程学院1前言微量锌与人体健康的关系已成为越来越多的学者讨论的热点问题之一。锌作为人体不可缺少的微量元素之一，日益受到人们的关注和重视。它被称为“生命元素”，人体多种酶的组成成分，具有重要的生理功能，缺锌可导致多种疾病。处于生长发育期的儿童、青少年如果缺锌，会导致发育不良。缺乏严重时，将会导致”侏儒症”和智力发育不良。缺锌会导致味觉下降，出现厌食、偏食甚至异食。锌元素是免疫器官胸腺发育的营养素，只有锌量充足才能有效保证胸腺发育，正常分化T淋巴细胞，促进细胞免疫功能。锌的来源广泛，普遍存于各种食物，但动植物性食物之间，锌的含量和吸收利用率很大差别。但是摄入过量的锌也会引起急性肠炎和呕吐等中毒现象。在天然水体中，过量的锌对鱼类和其它水生生物影响极大，锌对鱼类的致死浓度是0.01mg/L。痕量金属的检测近年来越来越受到人们的重视，过渡金属和重金属在环境水质和其它物质中浓度超过一定值时就会产生毒性，从生态毒性的观点来看，金属离子化合物不仅毒性高，而且还会在各种有机体中积累。故研究锌的测定方法有很大的意义。2选题背景2.1题目来源结合科研2.2研究的目的和意义锌是人类必需的微量元素，对人体有重要生理作用，是人体内200多种酶的组成部分，直接参与核酸、蛋白质的合成、细胞的分化和增殖以及许多重要的代谢，人体内还有一些酶需要锌的激活才能发挥其活性作用。锌是人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中必不可少的物质，人体含锌总量减少时，会引起免疫组织受损，免疫功能缺陷。长期以来，人们对人体因缺少锌而引起的锌缺乏症进行了大量的研究工作。已经证实，由于锌缺乏可以引起多种疾病，甚至危及生命，锌缺乏引起的主要症状有：厌食、口腔溃疡、生长发育不良、智力障碍，母体先天缺锌将严重影响子代健康。标准人体中含锌量为2~3克。成人每日允许摄入量为巧毫克左右，存在于所有组织中，主要分布于肌肉中，其次分布于骨骼中，此外，视网膜等部位也有分布。其配合物在机体中形成良好的酸碱缓冲体系，使人体血浆闭值保持在中性水平上，锌还使细胞对自由基侵袭有抗御能力。低锌环境中出现胃肠炎、骨骼生长障碍等症状，人体由于职业性暴露等原因摄入过量锌，可能引起以胃肠道刺激为主的中毒症状。当饮用水中锌浓度为30.8毫克/升时，曾发生恶心和昏迷的病例。锌剂的毒性较小，但体内锌量过大也可引起恶心、呕吐、胃部不适、急性腹痛、腹泻等消化道刺激症状，甚至脱水和电解质紊乱。长期服用高浓度锌盐可抑制铜的吸收而造成贫血、生长延迟、肝细胞中细胞色素养化酶活力降低等中毒表现。高锌可减弱免疫功能，因为在镁离子存在下，锌可抑制吞噬细胞的活性，降低趋化作用和杀菌能力；锌过多还可减少维生素C的含量和血液、肾脏、肝脏内的含铁量，同时抑制铁的利用，导致缺铁性贫血。2.3测定锌的方法的发展锌的测定对研究生命科学和生物医学具有重要意义。分光光度法由于操作简便、快速且仪器价格较低，是测定微量锌的常用方法。特别是近几年来，随着各种新显色剂的不断开发和应用，使分光光度法的应用更加广泛。分光光度法测定锌的报道很多，用于分析锌的显色剂也很多。（1）含硫显色剂近年来，虽然已出现许多性能优良的显色试剂，但以双硫腙为代表的经典显色剂，仍然在某些行业作为标准方法应用。锌与双硫腙的反应较为灵敏，最大吸收波长为535nm，摩尔吸光系数为9.26×104L/mol·cm。该方法应用面广，其最大不足是操作繁琐。葛宣宁等将样品溶液的pH调至9.5，然后加入Tween-20的双硫腙混合液，在540nm波长处测定吸光度，建立了双硫腙水相直接光度法测定微量锌。何斌利用锌—-双硫腙-十六烷基三甲溴化铵体系，也对双硫腙水相直接光度法进行了探讨，并成功地用于水中锌的测定。他们的工作均省略了萃取步骤，使操作得到简化。（2）卟啉类显色剂用于锌光度分析的卟啉类显色剂近年来日益增多，这类试剂之所以受到分析工作者的重视，是因为卟啉类试剂具有易合成、结构类型多、灵敏度高的特点。任建成等研究了乙二胺存在下，在pH10.2的Na2B4O7-NaOH介质中，四(对三甲按苯基)卟啉与锌的显色反应，ε达3.42×105L/mol·cm。候振雨等对锌与meso-四(4-氯-3-磺酸苯基)卟啉和十六烷基三甲溴化铵(CTMAB)三元配合物的形成条件和光度性能进行了研究。由于加入CTMAB，使配合物的吸收峰发生红移，也达到1.1×105L/mo1·cm。应用于人发和小麦中微量锌的测定，结果与原子吸收光谱法相符。（3）偶氮类显色剂偶氮类试剂是目前光度法测定锌研究多应用广的一类试剂，主要有鼻钉偶氮类试剂、咪唑偶氮类试剂、三氮唑偶氮类试剂以及8-羟基喹啉偶氮试剂。曾锋等用卡尔曼滤波递推法，结合析相光度法的选择性分离、富集的特点，在TritonX-100存在下以2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚为显色剂，用析相光度法同时测定水样中锌、锰、镉。潘富友等研究了在pH8~9的NH3-NH4C1介质中，其合成的1-（2-咪唑偶氮)-2-萘酚-4磺酸与锌的显色反应，并应用于人发中锌的直接测定。蒋华江等合成了1-(2，3，5-三氮唑偶氮)-2--萘酚，并研究了在存在TritoX-100的条件下与锌的显色反应。张晓敏等首次合成了5-(2，6-二溴-4-硝基苯偶氮)-8-羟基喹啉，在Tween-80的增溶下其与锌显色反应灵敏度。ε为6.7×104L/mol·cm，比锌试剂灵敏度提高了2.6倍。（4）三氮烯类显色剂三氮烯类试剂是测定金属元素的灵敏显色剂。高篙等合成新的显色剂苯并噻唑重氮氨基偶氮苯，并研究了TritonX-100存在下，在PH11.5的介质中，其与锌的显色反应。刘俊康等研究了乳化剂OP存在下，在pH10.4的介质中，锌与邻羧基苯基重氮氨基偶氮苯发生的显色反应，为2.l×105L/mol·cm。用于直接测定食品包装材料中的锌，并与原子吸收光谱法对照，结果满意。（5）三苯甲烷类显色剂章鹏飞等研究了在pH5的HOAc-NaOAc缓冲溶液中锌与二甲酚橙的显色反应。该方法能消除显色液中剩余二甲酚橙吸收影响，从而使灵敏度提高。夏畅斌等报道了Zn(II)-SCN-罗丹明B-PVA高灵敏度显色反应体系，建立了测定矿泉水中痕量锌的新方法，ε高达1.58×106L/mol·cm，是目前光度法测定锌的最灵敏方法之一。但该方案论证体系对温度要求高宜控制在15~20℃，温度低于15℃显色不完全，高于20℃吸光度下降。综上所述，近年来微量锌的光度分析取得了较大进展，各类试剂的灵敏度均有所提高，摩尔吸光系数一般达到104~105，个别的达106。由于各类试剂的选择性和充分利用掩蔽效应，一般无需分离即可直接测定人发、血清、水质及食品中的锌。总之，近几年来关于锌的测定方法很多，而且不同的分析方法有各自不同的优点。其中报道最多的是分光光度法，这种方法灵敏度高，选性好，操作简便，快速准确；其他的分析方法，如库仑分析法在测定锌中的应用比较少。若能将化学的分离富集技术或生富集技术与现代仪器技术相结合测定锌