離子對-濁點(diǎn)萃取-火焰原子吸收光譜測定礦泉水中的痕量銅、鋅和鐵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于食品檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，特別涉及離子對-濁點(diǎn)萃取-火焰原子 吸收光譜測定礦泉水中的痕量銅、鋅和鐵的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微量元素雖然只占體重的0. 01%，但他們和生命的健康狀況棲息相關(guān)。銅、鋅、鐵對 人體的健康發(fā)展極為重要。然而，它們的攝入只需要微量水平，過量的攝入上述微量元素則 會引起不良的健康影響。生活中水是人體攝取微量元素的主要來源之一，隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè) 的發(fā)展，礦泉水水源地被污染的問題越來越突出。在礦泉水的凈化工藝流程中，往往不能有 效地去除無機(jī)污染物。因此，需評估礦泉水中微量元素的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003] Cu2+、Zn2+、Fe3+的測定方法有很多，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法ICP-0ES，電感耦 合等離子體質(zhì)譜法ICP-MS，火焰原子吸收光譜法FAAS和石墨爐原子吸收光譜法GFAA等。 其中，F(xiàn)AAS具有操作簡單、分析成本低、結(jié)果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，可為多數(shù)研究實(shí)驗(yàn)室配備。但由 于微量元素在環(huán)境樣本通常為痕量，測定分析時(shí)需預(yù)先富集前分析物。
[0004] 池點(diǎn)萃取技術(shù)（Cloud Point Extraction, CPE)作為一種有效的分離富集技術(shù)已 廣泛應(yīng)用到金屬離子的測定。CPE基于表面活性劑水溶液的增溶和分相行為，利用絡(luò)合劑與 金屬離子形成疏水性的絡(luò)合物，而實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)富集的目的。5-Br-PADAP作為一個(gè)優(yōu)良的廣譜 分析試劑，近年來在膠束體系分析中得到應(yīng)用，特別是CPE。但該試劑在預(yù)濃縮步驟易結(jié)合 非目標(biāo)陽離子而導(dǎo)致萃取效率降低。因此，本發(fā)明需求找到一種萃取劑能夠提高絡(luò)合物的 疏水性，進(jìn)而提高萃取效率，達(dá)到富集礦泉水中痕量的目標(biāo)金屬元素，從而提高其檢測響應(yīng) 值和檢出限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有的礦泉水中痕量金屬檢測方法的不足，提供了一種離 子對-濁點(diǎn)萃取-火焰原子吸收光譜測定礦泉水中的痕量銅、鋅和鐵的方法。
[0006] 本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 本發(fā)明提供了離子對-濁點(diǎn)萃取-火焰原子吸收光譜測定礦泉水中的痕量銅、鋅和鐵 的方法，包括如下步驟： 51. 樣品中加入表面活性劑溶液，5-Br-PADAP-TPB正2- (5-溴-2-吡啶偶氮）-5-二 乙氨基酚-四苯硼鈉溶液和適量緩沖液，用水定容； 52. 將Sl所得混合物加熱并趁熱離心； 53. 離心結(jié)束后，置于冰水浴中冷卻，棄去水相后加入稀釋劑，用火焰原子吸收光譜法 進(jìn)行檢測。
[0007] 優(yōu)選地，所述Sl中5-Br-PADAP-TPB的濃度為0. 01mmol/L，添加用量按與礦泉水樣 品的體積比計(jì)1~1〇 :300。
[0008] 更優(yōu)選地，所述SI中5-Br-PADAP-TPB溶液的添加用量按與礦泉水樣品的體積比 計(jì) 1:75。
[0009] 優(yōu)選地，所述表面活性劑溶液為Triton X-114溶液，所述Triton X-114溶液的體 積濃度為5%，添加用量按與礦泉水樣品的體積比計(jì)為1~3 :75。
[0010] 更優(yōu)選地，所述Sl中Triton X-114溶液的添加用量按與礦泉水樣品的體積比計(jì) 為 2:75。
[0011] 本研究以5-Br-PADAP-TPB離子對為絡(luò)合劑，Triton X-114為表面活性劑，采用濁 點(diǎn)萃取法富集瓶裝礦泉水中的Cu2+、Zn2+、Fe 3+微量元素(根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，瓶裝礦泉水Cu含量 在 0· 15~0· 36ng/mL, Zn 含量在 0· 68~87. 44ng/mL, Fe 含量在 0· 03~0· 15 μ g/Ml，目前常用 的一般檢測犯法并不能較好地檢測到痕量的目標(biāo)金屬元素的濃度)，并與火焰原子吸收檢 測技術(shù)聯(lián)用，建立了一套水樣中Cu 2+、Zn'Fe3+微量元素含量檢測的新方法。
[0012] 本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，5-Br-PADAP溶液在預(yù)濃縮步驟易結(jié)合非目標(biāo)陽離子而導(dǎo)致萃取效率 降低，為了提高萃取率，進(jìn)而提高富集礦泉水中的目標(biāo)元素，本發(fā)明在5-Br-PADAP溶液基 礎(chǔ)上，結(jié)合TPB形成離子對濁點(diǎn)萃取的萃取劑，可獲得較高的疏水性并提高萃取效率，從而 提高目標(biāo)元素的抗干擾能力。
[0013] 5-Br-PADAP-TPB在濁點(diǎn)萃取法中的應(yīng)用，將5-Br-PADAP-TPB作為礦泉水樣品中 銅、鋅和鐵的萃取劑。其比5-Br-PADAP作為萃取劑，對礦泉水中的銅、鋅、鐵具有更高的萃 取效率，并且有更高的抗其它金屬離子干擾的能力。
[0014] 5-Br-PADAP常?？梢杂米髟噭y定的金屬，它含有四個(gè)孤對電子的氮原子，故可 在酸性介質(zhì)中質(zhì)子化，隨著溶液PH的升高，質(zhì)子化的氫與酚經(jīng)基上的氫逐步離解，它的解 離步驟如以下所示：
它和四苯硼鈉在摩爾比1:1時(shí)，可以在質(zhì)子化的形態(tài)下與四苯硼鈉形成離子對(如下 所示)，再與水溶金屬離子結(jié)合。其中，四苯硼鈉是由陰離子硼與四苯基取代組成，具有較好 的脂溶性。添加離子對的試劑可以影響金屬絡(luò)合物的親水性，并提高對非目標(biāo)元素的耐受 水平和選擇性。
[0015] 此外，對于螯合劑Triton X-114來說，其用量對于萃取效率和富集倍數(shù)均存在著 較大的影響，在濁點(diǎn)萃取過程中，由于隨著表面活性劑相體積比的增大，螯合作用的效果會 逐漸降低，從而導(dǎo)致富集倍數(shù)會逐漸下降，因此，選擇合適的螯合劑用量對于檢測結(jié)果也存 在著較大影響。
[0016] 優(yōu)選地，所述Sl中樣品酸化至pH=2,礦泉水樣品取樣體積與定容體積比為3:5。
[0017] 所述稀釋劑為含10% HNO3的甲醇溶液。
[0018] 優(yōu)選地，當(dāng)所述方法測定元素為銅時(shí)，所述Sl中緩沖液的pH為6 ; 當(dāng)測定元素為鐵時(shí)，所述Sl中緩沖液的pH為4 ; 當(dāng)測定元素為鋅時(shí)，所述Sl中緩沖液的pH為7。
[0019] 濁點(diǎn)萃取時(shí)，金屬離子首先與絡(luò)合劑形成疏水性的金屬絡(luò)合物，然后萃取到表面 活性劑中。緩沖液的PH值會影響金屬絡(luò)合物的形成，酸度過高，金屬離子與絡(luò)合劑形成的 螯合物不穩(wěn)定或發(fā)生其他干擾反應(yīng)，影響萃取率。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)，上述幾種緩沖溶液在測 定相關(guān)金屬尚子時(shí)，能夠提尚萃取效果，檢測響應(yīng)值相應(yīng)提尚。
[0020] 優(yōu)選地，所述S2中加熱溫度為30~50°C。合適的平衡溫度，可以使非離子表面活性 劑溶液較快地發(fā)生濁點(diǎn)現(xiàn)象，同時(shí)在一定程度上縮短達(dá)到兩相分配平衡的時(shí)間，提高分析 效率。溫度過低達(dá)不到濁點(diǎn)時(shí)，溶液不分相；溫度過高則會使形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性降低， 從而導(dǎo)致體系的吸光度下降。
[0021] 更優(yōu)選地，所述S2中加熱溫度為40°C。
[0022] 優(yōu)選地，所述S2中加熱時(shí)間為5~20min。
[0023] 更優(yōu)選地，所述S2中加熱時(shí)間為15min。適宜的平衡時(shí)間是保證疏水性物質(zhì)被完 全萃取的重要因素之一，水浴時(shí)間過短則絡(luò)合反應(yīng)不完全。
[0024] 優(yōu)選地，所述S2中離心轉(zhuǎn)速為3500r/min，離心時(shí)間為lOmin，所述S3中冷卻時(shí)間 為 IOmin0
[0025] 優(yōu)選地，所述S3中上機(jī)檢測條件為： 當(dāng)測定分析元素為Cu時(shí)，吸收波長為324. 7nm，燈電流6mA，狹縫寬度0. 7nm，乙炔流量 L 8 L/min，空氣流量 8L/min ; 當(dāng)測定分析元素為Fe時(shí)，吸收波長為248. 3nm，燈電流12mA，狹縫寬度0. 2nm，乙炔流量 2. 2 L/min，空氣流量 8L/min ; 當(dāng)測定分析元素為Zn時(shí)，吸收波長為213. 9nm，燈電流8mA，狹縫寬度0. 7nm，乙炔流量 2.0 L/min，空氣流量 8L/min。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果： 本發(fā)明通過復(fù)合5-Br-PADAP溶液基礎(chǔ)上，結(jié)合TPB形成離子對作為濁點(diǎn)萃取的萃取 劑，能夠顯著提高目標(biāo)金屬元素銅、鐵和鋅的萃取效率，達(dá)到較好的富集效果，同時(shí)提高目 標(biāo)金屬離子的抗干擾能力，通過本發(fā)明方法測定銅、鋅、鐵的檢測限分別為0.444 μ g/L， 0. 135 μ g/L和0. 779 μ g/L，富集倍數(shù)分別為38. 37、38. 98、29. 88倍，所述方法回收率達(dá)到 95-105%，精密度高，檢出限低，準(zhǔn)確性高，適用于水樣中痕量銅、鋅、鐵的測定。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本技術(shù)，但實(shí)施例并不對本技術(shù)做任何形式的 限定。除非特別說明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè)備。
[0028] 本發(fā)明中采用的儀器和試劑信息如下： AA- 6200火焰原子吸收分光光度計(jì)（日本島津公司、日本）； DK-600型三用恒溫水箱(上海精密實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司），湘立臺式離心機(jī)，GRANT XB70 制冰機(jī)，BT224S萬分之一天平(賽多利斯科學(xué)儀器有限公司），SZ - 97自動(dòng)三重水蒸餾器(上 海亞榮生化儀器廠)，PHS-3C精密酸度計(jì)(上海虹益儀器儀表有限公司）。
[0029] 實(shí)驗(yàn)用水為三次蒸餾水，實(shí)驗(yàn)所用儀器均用5%硝酸溶液浸泡24小時(shí)后使用。
[0030] 實(shí)施例1: 標(biāo)準(zhǔn)溶液金屬離子含量的測定： 準(zhǔn)確移取標(biāo)準(zhǔn)溶液（〇· 25mL Cu2+ 10yg/mL，0.1 mL Zn2+ 10yg/mL，0.1 mL Fe3+ 100 1^/1111^)于501]11^離心管中，依次加入5%(￥八）1'1'；[1:011父-114溶液0.81]11^，0.011111]1〇1/1^ 5-8廣?404?1?8溶液0.41^，2.011^緩沖液（(：11 2+、2112+、？63+存在緩沖體系分別為6、7、4)，用 三蒸水定容至50mL。抒緊離心管蓋子，搖勾，置于40°C恒溫水浴中，加熱15min后，取出，立 即趁熱置于離心機(jī)中以3500r/min速率離心10min。離心結(jié)束后，取出，置