熒光分光光度法測定薏米中的痕量鍺

熒光分光光度法測定薏米中的痕量鍺
摘 要：目的 以熒光分光光度法為基礎(chǔ)建立測定薏米中痕量鍺的新方法。方法 于0．1 mol／L 的HAc～ NaAc體系中，在溴代十六烷基三甲銨(CTMAB)存在下，苯芴酮與鍺形成橘紅色絡(luò)合物的 最佳條件。結(jié)果 當(dāng)絡(luò)合物的最大熒光峰在524．4 nm，Ge(IV)在1×10 ～1×10 ng／mL范圍內(nèi)，F(xiàn) 符合比耳定律。F一1．067 47 C+ 0．521 0(r一0．995 6)，C為Ge(IV)濃度(ng／mL)，其標(biāo)準(zhǔn)偏差為 2．25 。結(jié)論該方法靈敏度高，選擇性好，用于薏米中痕量鍺的測定，效果良好。 薏米，又稱薏苡仁( 婦Lacryma-jobi)，是一 種禾本植物薏苡的種仁。它含有豐富的蛋白質(zhì)、脂 肪、碳水化合物、粗纖維、鈣、磷、鐵、維生素Bl、B2 以及抗癌物質(zhì)薏苡J]~(Coix-endide)Gs H 04等uJ。 薏米的營養(yǎng)價(jià)值很高，譽(yù)稱為“禾本植物之王”。 《神農(nóng)木草經(jīng)》稱：“薏苡味甘、性微寒，久服輕身益 氣，利腸胃，消水腫�！币簿褪钦f它既是一種貴重中 藥材，也是食療珍品[2]。美國一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，薏 米、蒜頭、水田芥等食物含有有機(jī)鍺[3]，有機(jī)鍺具 有調(diào)節(jié)人體免疫和造血機(jī)能、消除自由基、抗突 變，消炎，抗菌等多重功效[4]。人們在研究薏米成 分的藥用價(jià)值時卻忽視了它的作用。盡管對于鍺 的測定已經(jīng)有文獻(xiàn)報(bào)道[5 。。，對薏米中有機(jī)鍺的 含量進(jìn)行定量檢測，常用紫外一可見分光光度 法[5]，石墨爐原子吸收法，熒光分光度法相關(guān)報(bào)道 極少 ，。 ]。

本文采用測定鍺的常用顯色試劑苯芴酮[6]， 在HAc—NaAc的緩沖體系中顯色，在6 mol／L的 鹽酸中介質(zhì)里進(jìn)行有機(jī)鍺含量測定，結(jié)果證實(shí)了 食用薏米中含有微量的有機(jī)鍺。這是不僅是對薏 米具有抗癌功能提出了新的佐證，也為薏米作為 富鍺食品進(jìn)行綜合利用以及研究開發(fā)，提供了科 學(xué)依據(jù)。該方法操作簡便，靈敏度高，選擇性好， 測定結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分 1．1 儀器和試劑 970CRT熒光分光光度計(jì)(上海分析儀器廠 生產(chǎn))，UPW-50S型超純水器(北京歷元電子儀器 公司生產(chǎn))，精確電子天平(德國賽斯公司生產(chǎn))， PHS-P1型酸度計(jì)(南京美聲電子廠生產(chǎn))，4-10 型馬弗爐(浙江上虞市土工儀器廠生產(chǎn))，QM— LSP-L球磨機(jī)(南京大學(xué)電子設(shè)備廠分廠生產(chǎn))， 秒表(上海鐘表廠生產(chǎn))，TDL80一IA離心機(jī)(上海 安亭科學(xué)儀器廠生產(chǎn))。 薏米樣品：三明市糧油公司提供(產(chǎn)于福建寧化)。 鍺標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：l 000 ug／mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，由 北京國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)供應(yīng)部提供。 鍺標(biāo)準(zhǔn)溶液：移取1．O0 mL標(biāo)準(zhǔn)儲備液于1 000 mL容量瓶中稀釋至刻度，此溶液濃度為1 00ug／ mL。移取0．20 mL 1．00~g／mL溶液定容于1 000 mL容量瓶中，此溶液濃度為0．2O ng／mL。 0．04 的苯基熒光酮(Phenylfluorone，PF) 溶液：用精確電子天平稱取0．100 86 g PF溶于 3．35 mL(1：1)H2SO4和33：5 mL無水乙醇中， 不斷攪拌溶解之，再濾去不溶物，用無水乙醇定容 250 mL，在棕色瓶中備用；6 mol／L HCI：量取鹽 酸(含36 9，6～38 oA)溶液1l8．5 mL，定容于i00 mL的容量瓶；乙酸鈉(CH3COONa·3H20)溶于 15 mL冰醋酸，不斷攪拌溶解之，用超純水定容至 250 mL的容量瓶中備用；0．2 的十六烷基三甲 基溴化銨(CTMAB)溶液：準(zhǔn)確稱取CTMAB 0．91l 5 g定容于250 mL容量瓶中備用。

2 實(shí)驗(yàn)部分 2．1 熒光光譜的測定 5O mL容量瓶中依次加入0．2ng／mL Ge 標(biāo)準(zhǔn)溶液0．25 mL、0．1 mol／L HAc-NaAc緩沖 溶液2．0 mL、CTMAB(0．2 )1．5 mL、PF溶液 (O．04 )1．5 mL，顯色5 min后，加6 mol／L HC1 0．4 mL，用超純水定容。每次加入一種試劑，均 應(yīng)充分搖勻。 ． 苯基熒光酮、苯基熒光酮一鍺混合體系的激發(fā) 光譜及熒光光譜見圖1，其中1表示PF+H + CTMAB的激發(fā)光譜；2表示PF+H +CTMAB +Ge 的激發(fā)光譜；3表示PF+H +CTMAB 的熒光光譜；4表示PF+ H +CTMAB+ Ge 的熒光光譜。從圖1可知，鍺的加入使得熒光強(qiáng) 度明顯增加。 圖1 苯基熒光酮、苯基熒光酮一鍺混合體系 的激發(fā)光譜及熒光光譜圖 Fig． 1 Stimulating spectra and fluorescent spectra 1．6 l·4 1．2 司1 ．0 0．8 0．6 0．4 0．0 0．2 0．4 0．6 O．8 1．O CGe／rig·mL‘ 圖2鍺標(biāo)準(zhǔn)溶液的工作曲線 Fig．2 The curve of standard germanium solution

2．2 鍺標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的制作 取8個50 mL容量瓶，按實(shí)驗(yàn)2．1方法測定， 鍺的濃度在1×10 ～1×10一ng／mL，每加一種試 劑，均充分搖勻，顯色5 min之后，在2 h內(nèi)于524．4 am波長進(jìn)行熒光強(qiáng)度測試，根據(jù)鍺的濃度和測定 的熒光強(qiáng)度差值用最小乘法擬合得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程： F一1．067 47C+0．521 0(r： 0．995 6)，其中C為 Ge(IV)濃度(ng／mL)，見圖2。 2．3 樣品薏米有機(jī)鍺含量的測試 精確稱取已烘干用球磨機(jī)碎后過40目篩的 薏米粉末樣品5．00 g，置于50 mL坩堝內(nèi)，在馬 弗爐中600℃灰化時間1 h，冷卻后，用30 mL超 純水溶解，轉(zhuǎn)移至100 mL燒杯中，在攪拌下加熱 至80℃ ，使灰化物完全溶解，用1 稀HCI調(diào)節(jié) pH=3．0～4．5，離心沉淀，吸取上清液于100 mL 容量瓶中定容、搖勻，待測。

3 結(jié)果和討論

3．1 熒光強(qiáng)度差值的確定 苯芴酮(phenylfluorone，簡稱PF)是一種常用 的有機(jī)顯色劑，化學(xué)名稱為2，3，7一三羥基一9一苯基一 6一熒光酮，其與鍺絡(luò)合產(chǎn)物的分子式如圖3所示。 圖3 苯芴酮與錯配合物的結(jié)構(gòu)式 F．窖．3 The complex stracture of Ge(IV} with phenyifluorone(PF) 從苯芴酮的分子結(jié)構(gòu)圖可知，該配合物是一 種具有共軛結(jié)構(gòu)的平面型分子，具有熒光特征。 它在酸性溶液中能與鍺離子形成紅色絡(luò)合物，其 反應(yīng)產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)式如圖3所示。由于形成配合 物之后，整個分子的共軛結(jié)構(gòu)體系增大，分子平面 剛性增強(qiáng)，使分子的振動程度降低，配合分子與溶 劑或其他溶質(zhì)分子之間的相互作用也相應(yīng)減少， 即減少了激發(fā)態(tài)分子的能量外部轉(zhuǎn)移損失，有利 于熒光的發(fā)射；并且剛性平面增加，可以增加分子 的吸光截面，增大摩爾吸光系數(shù)，增強(qiáng)熒光強(qiáng) 度[7]。以上理論推測在我們在實(shí)驗(yàn)得以證實(shí)(見 熒光掃描比較圖1)。參考相關(guān)文獻(xiàn)，利用二者在 同等條件測定的熒光強(qiáng)度差值，可作出工作曲線， 并根據(jù)比耳定律求出絡(luò)合鍺的含量。 圖1為苯芴酮與鍺(IV)-PF的激光光譜和熒 光光譜，其中對照空白為曲線1和3，最大的熒光 強(qiáng)度為121．949，鍺-PF配合為橘紅色，最大的熒 光強(qiáng)度為184：937，AF一72．988。

3．2‘ 苯芴酮用量的影響 180 童140 基100 罨60 2O O．8 1．0 1．2 1．4 1．6 I．8 2．0 2．2 2．4 2．6 F／mL 圈4 苯芴酮濃度對相對熒光強(qiáng)度的影響 Fig．4 Effect ofPF diferent concentrations on relative fluorescent intensity 實(shí)驗(yàn)表明，體系的熒光強(qiáng)度，開始隨著PF濃 度的增加，逐漸加大，當(dāng)加入1．5 mL的0．04 的 熒光酮時相對熒光強(qiáng)度最大，大于1．5 mL熒光 強(qiáng)度急速下降(見圖4，其中Ge什0．2 ng／mL， 0．1 mol／L HAc—NaAc，CTMAB 1．5 mL，HCl 0．4 mL)，故實(shí)驗(yàn)選用1．5 mL。 3．3 溶液酸度的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5，其中Ge什0．2 ng／mL，0．1 mol／L HAc—NaAc，CTMAB 1．5 mL，PF1．5 mL， 6 mol／L HC1加入量在0．20～O．36 mL之間，體 系的熒光強(qiáng)度隨著酸度的增加而升高；當(dāng)6 mol／L HC1加入量在0．36～O．42 mL之間時，體 系的熒光強(qiáng)度大且穩(wěn)定，證明了此條件下的溶液 中易形成穩(wěn)定的配合物。但隨著酸度的繼續(xù)增 加，試劑空白和試液熒光強(qiáng)度都越來越弱，故本實(shí) 驗(yàn)選用6 mol／L HC1 0．4 mL。 圖5 溶液酸度對相對熒光強(qiáng)度的影響 Fig．5 Effect of HCl amount on relative fluorescent intensity

3．4 表面活性性劑用量的影響 分別試驗(yàn)了陽離子表面活性劑CTMAB， CPB和非離子表面活性劑乳化劑OP-10和陰離 子表面活性劑SDS。實(shí)驗(yàn)表明：陰離子表面活性 劑和非離子表面活性劑的增敏作用均無陽離陽離 子表面活性劑強(qiáng)，且其中CTMAB效果最好，在 1．4～1．8 mL范圍內(nèi)熒光強(qiáng)度最大且基本穩(wěn)定。 實(shí)驗(yàn)中選擇為1．5 mL。

3．5 HAc-NaAe緩沖溶液用■ 的影響 言3．0 暑 2．6 釜2．2 零1．8 主 1．4 0．5 1．O 1．5 2．O 2．5 3．O ^c．NI^c／mL HAc—NaAc緩沖溶液用量對相對熒光強(qiáng)度 的影響，當(dāng)pH一4．7緩沖溶液加入量為0．5～ 1．5 mI 之間時，體系的熒光強(qiáng)度逐漸增大；當(dāng)緩 沖溶液加入量在1．5～2．5 mL體系相對熒光強(qiáng) 度較大且穩(wěn)定，選擇加入pH一4．7的HAc—NaAc 緩沖溶液為2．0 mL，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖6，其中Ge 0．2 ng／mL，PF 1．5 mL，CTMAB 1．5 mL，HC1 0．4 mL。

3．6 配合物的形成速度及穩(wěn)定時間 絡(luò)合物的形成速度及穩(wěn)定時間，按實(shí)驗(yàn)方法 2．1配合物熒光強(qiáng)度8 rain后，穩(wěn)定持續(xù)30 min 基本不變?yōu)橹梗�以后緩慢下降[4]。本實(shí)驗(yàn)選用定 容后10 rain立即進(jìn)行測定。

3．7 樣品的分析 精確稱取等量(2．5O g)的6份薏米樣品，按 2．3所述進(jìn)行處理，然后再按3．1所述進(jìn)行顯色 后，利用圖2進(jìn)行樣品濃度的測試，用內(nèi)插法求出 薏米中有機(jī)鍺的含量及回收率實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果列入 表1。 表1 樣品的測定結(jié)果及回收率實(shí)驗(yàn) Table 1 Ge determined results and recovery 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用熒光分光光度法對薏米 中的痕量鍺進(jìn)行測定，于0．1 mol／L的Hac— NaAc體系中，在溴代十六烷基三甲銨(CDMAB) 存在下，苯芴酮與鍺(Ⅵ)形成橘紅色絡(luò)合物，其絡(luò) 合物的最大熒光峰在524．4 nm，Ge(Vi)在1× 1O ～1×10 ng／mL范圍內(nèi)，F(xiàn)符合比耳定律， 回收率為97．2 ～99．2 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本文 擬定方法具有靈敏度高，選擇性好的特點(diǎn)，用于薏 米中的痕量鍺的測定 結(jié)果良好，結(jié)果可靠。