一種茜素紅s絡合分光光度法測定鋁離子含量的方法
【專利摘要】本發明涉及一種茜素紅S絡合分光光度法測定鋁離子含量的方法，該方法包括：準確移取1.5mL茜素紅S溶液、0.15mL?pH4.6的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，然后于每份上述溶液中分別加入0mL、0.1mL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL鋁離子標準溶液，加去離子水定容至5mL，混合均勻，靜置10min，于490nm處測定光吸收值，以鋁離子含量為橫坐標，光吸收值為縱坐標，繪制鋁離子標準曲線。本發明的檢測方法具有操作簡便、靈敏度高、測試結果準確、選擇性好，符合測試精度要求。
【專利說明】一種茜素紅S絡合分光光度法測定鋁離子含量的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及屬于分析檢測領域，具體涉及一種茜素紅S絡合分光光度法測定鋁離子含量的方法。
【背景技術】
[0002]鋁鹽被廣泛用于餐飲業中的餐具和食品添加劑，環境治理的水處理劑以及醫藥中的免疫佐劑等，已經成為日常生活中不可缺少的一部分。然而，過量的鋁鹽隨食品、藥物、飲水等途徑一旦進入人體，就會表現出生物毒性效應。有研究表明，老年性癡呆(阿爾茨海默病)、關島帕金森氏癡呆綜合癥、肌肉萎縮性脊髓側索硬化、和透析性腦病等神經失調性疾病、骨軟化癥及小細胞貧血等都與鋁鹽的過量攝入有關，有關病癥被稱為鋁腦病、鋁骨病。這些研究為公眾健康敲響了警鐘，所以準確、快速的測定鋁含量是保證食品安全與工業高效生廣的如提。
[0003]目前，鋁含量常見的測定方法主要有EDTA絡合滴定法、電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP)及ICP質譜法(ICP-MS)、石墨爐原子吸收光度法、分光光度法、熒光分析法以及極譜法等。其中以鉻天青作為顯色劑的分光光度法應用最多，研究應用也最為廣泛，但是該方法體系繁瑣，需要加入乳化劑和增敏劑作為樣品預處理(增溶)和方法靈敏度的手段之一。因此，本發明主要涉及一種基于茜素紅S絡合反應的簡便、穩定、靈敏度和準確度高的測定鋁鹽中鋁離子含量的可見分光光度法。
[0004]茜素紅S (茜素磺酸鈉，Alizarin S，ARS)是光度分析中應用比較廣泛的一種羥基蒽醌類試劑，能與許多金屬離子形成水溶性絡合物，主要用于測定Ga3+、In3+和稀土元素離子的測定。在試劑介紹中提到:茜素紅-S (茜素磺酸鈉)(檢驗鋁離子，pH = 4?9，產生玫瑰紅色沉淀)。
[0005]常規的茜素紅S分光光度法測定蛋白質(趙丹華，茜素紅S標記分光光度法測定微量人血清白蛋白，廣州第二師范學院學報，2011年10月，第31卷第5期:51-54)步驟為:于25mL比色管中加入pH = 5.10的3.0mL B-R緩沖溶液，4.00mL5.0 X 10_4mol/L茜素紅S，一定量的標準BSA溶液，稀釋至刻度，靜置20min，于λ = 420nm處吸光度A值，不加入BSA，按照上述步驟做空白，測定吸光度Atl值，以二次去離子水作為參比溶液，測定吸光度值，令ΔΑ = A0-A,以Λ A作為測定BSA的信號響應。因此，茜素紅S可以被用作蛋白質含量的測定，但是由于金屬離子對該測定方法的影響較大，不被作為常規蛋白質定量的方法。常規的蛋白質定量方法主要有考馬斯亮藍G250比色法和雙縮脲比色法。
[0006]本發明利用茜素紅S作為顯色劑，采用響應面優化法研究了反應體系及反應條件，最終獲得一種新的靈敏度高，選擇性好，準確度高、簡便的測定鋁離子含量的實驗方法。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是克服上述現有技術的不足及國標法測試程序繁瑣、周期長、成本高的缺點，提供一種反應體系簡便、靈敏度高、測試結果準確，符合精度要求的基于茜素紅S絡合反應的紫外可見分光光度法測定鋁離子含量的方法。
[0008]本發明提供了一種茜素紅S絡合分光光度法測定鋁離子含量的方法，該方法包括:準確移取1.5mL茜素紅S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，然后于每份上述溶液中分別加入 0mL、0.lmL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL 招離子標準溶液，加去離子水定容至5mL,混合均勻，靜置IOmin,于490nm處測定光吸收值，以鋁離子含量為橫坐標，光吸收值為縱坐標，繪制鋁離子標準曲線，其線性回歸方程為Y =
1.49305X+0.01071，相關系數r為0.99937，其中x代表鋁離子的濃度mg/mL，y代表吸光值。
[0009]上述方法中:
[0010]所述茜素紅S溶液由以下方法制備:稱取茜素紅S0.025g，溶于50mL無水乙醇中，用蒸懼水稀釋定容至100mL。
[0011]所述鋁離子標準溶液由以下方法制備:稱取0.89g AlCl3.6H20(鋁含量為0.1g)，用去離子水溶解并定容至100mL。
[0012]所述磷酸氫二鈉溶液由以下方法制備:稱取磷酸氫二鈉0.716g，用去離子水溶解并定容至100mL。
[0013]所述檸檬酸溶液由以下方法制備:稱取檸檬酸0.21g，用去離子水溶解并定容至IOOmL0
[0014]所述pH4.6的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液由以下方法制備:準確移取46.75mL0.2mol/L憐酸氫二鈉溶液和53.25mL0.lmol/L朽1樣酸溶液，混勻至100mL。
[0015]本發明提供的方法適用于食品領域，主要用于無色透明液體飲料、可被硫酸消化處理的固體食品等。
[0016]本發明的特點是:
[0017]1、本發明提供的方法是利用顯色劑茜素紅S在酸性介質中與鋁離子絡合反應，創建了一種新的紫外可見分光光度法測定鋁離子的方法，其中關于反應體系和吸收峰的確定為:
[0018]茜素紅S溶液本色為黃色，在pH4.6磷酸氫二鈉-檸檬酸酸性介質中，與一定濃度的鋁離子形成穩定絡合水溶物，顏色為紅色，利用紫外-可見分光光度計對反應前后溶液進行全波長掃描，表明茜素紅S溶液最大光吸收峰在420nm處，與鋁離子反應后溶液最大吸收峰在490nm。因此,確定了反應體系為:pH4.6磷酸氫二鈉-朽1檬酸緩沖液、菌素紅S溶液和鋁離子溶液，檢測波長為490nm。
[0019]2、本發明主要是利用茜素紅S在酸性條件下，與金屬鋁離子反應生成有色化合物，并隨著鋁離子濃度增加在490nm處光吸收值呈線性梯度增加，符合朗伯比爾定律。可溶性蛋白質、糖以及諸多金屬離子對該方法影響較小，主要在于蛋白質、部分金屬離子與茜素紅S的反應最大吸收峰值不同,在490nm處的影響較小。本方法重在開發一種簡便的準確測定金屬鋁離子的方法。
[0020]3、本發明提供的方法選擇性、重現性和精密性均好，操作簡單，適用測定濃度范圍寬，符合精度要求，不需要昂貴的大型儀器。
[0021]4、本發明的方法適用于無色透明液體飲料、可被硫酸消化處理的固體食品等中鋁離子含量的測定，食品中的蛋白質、個別金屬離子Ga3+、In3+和稀土元素離子對本方法稍有影響，但影響較小。【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1:茜素紅S溶液的紫外-可見全波長掃描圖；
[0023]圖2:在酸性介質中，茜素紅S與鋁離子絡合溶液的紫外-可見全波長掃描圖；
[0024]圖3:磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液添加量對反應體系光吸收值的影響圖；
[0025]圖4:菌素紅S溶液添加量對反應體系光吸收值的影響圖；
[0026]圖5:鋁離子標準溶液添加量對反應體系光吸收值的影響圖(線性范圍的確定)；
[0027]圖6:鋁離子標準溶液濃度梯度與光吸收值線性相關曲線圖。
【具體實施方式】
[0028]以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0029]實施例1:溶液的預配制
[0030]1、茜素紅S溶液(0.25g/L)的制備稱取茜素紅S0.025g，溶于50mL無水乙醇中，用蒸懼水稀釋定容至100mL。
[0031]2、鋁離子標準溶液(1.0mg/mL)的制備:稱取0.89g AlCl3.6H20(鋁含量為0.1g)，
用去離子水溶解并定容至lOOmL。
[0032]3、磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液的制備(pH4.6):準確移取46.75mL0.2mol/L磷酸氫二鈉溶液和53.25mL0.lmol/L檸檬酸溶液，混勻至100mL。
[0033]實施例2:反應體系與最大吸收峰的確定
[0034]茜素紅S溶液本色為黃色，在pH4.6磷酸氫二鈉-檸檬酸酸性介質中，與一定濃度的鋁離子形成穩定絡合水溶物，顏色為紅色，利用紫外-可見分光光度計對反應前后溶液進行全波長掃描，結果見圖1和圖2。
[0035]圖1結果表明茜素紅S溶液最大光吸收峰在420nm處，圖2結果表明，與鋁離子反應后溶液最大吸收峰在490nm。
[0036]因此，確定了反應體系組分為:pH4.6磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液、茜素紅S溶液和鋁離子溶液，檢測波長為490nm。
[0037]實施例3:反應體系組分及條件的優化
[0038]在實施例2的基礎上對反應體系和反應條件進行了優化，分別研究了 0.25g/L茜素紅 S 溶液不同添加量(0.8mL、l.0mLU.2mL、l.5mL、l.8mL 和 2.0mL)、pH4.6 磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液添加量(0.lmL、0.15mL、0.20mL和0.25mL、)和1.0mg/mL鋁離子標準溶液添加量(0.lmL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL、0.8mL、0.9mL 和 1.0mT,)對檢測方法靈敏度和準確性的影響。
[0039]結果見圖3-5:
[0040]由圖3可知，在490nm處，在不同鋁濃度梯度下(0.2-0.7mL)下，緩沖液添加量為
0.15mL時，吸光值范圍比較寬，靈敏度好，故選擇0.15mL作為添加量；
[0041]由圖4可知:在490nm處，在不同鋁濃度梯度(0.2_0.7mL)下，茜素紅S溶液添加量在1.5mL?1.8mL范圍內，吸光值范圍廣，靈敏度高，穩定性好，從節約實驗成本的原則考慮，故選擇1.5mL作為添加量；
[0042]由圖5可見:在茜素紅S溶液添加量為1.5mL,磷酸氫二鈉-檸檬酸添加量為0.15mL時，鋁離子濃度梯度在0.0-0.7mL范圍內，在490nm處的光吸收值梯度差異顯著(線性方程斜率值較大)，線性關系良好。
[0043]最終匯總得出最佳的反應體系為:反應體系總體積為5.0mL，不足用去離子水定容，其中茜素紅S溶液加入量為1.5mL、pH4.6的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液加入量為
0.15mL和鋁離子的測定范圍為0.2-0.7mg/mL ;反應條件為:室溫靜置IOmin后，于490nm處測定光吸收值。
[0044]實施例4:標準曲線的繪制
[0045]取8支比色管，每支比色管中準確移取1.5mL茜素紅S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，分別加入 0mL、0.1mL,0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL 鋁離子標準溶液，加去離子水定容至5mL，混合均勻，靜置lOmin，于490nm處測定光吸收值，以鋁離子含量(mg/mL)為橫坐標，光吸收值為縱坐標，繪制鋁離子標準曲線(如圖6)。
[0046]由圖6可知:在茜素紅S溶液添加量為1.5mL，磷酸氫二鈉一檸檬酸添加量為
0.15mL時，鋁離子濃度梯度在0.0-0.7mL范圍內，線性關系良好，線性相關方程為Y =
1.49305X+0.01071，R2 = 0.99937，其中x代表鋁離子的濃度(mg/mL)，y代表吸光值。(線性相關系數為r，主要用R2值來表示)
[0047]實施例5:方法學的考察
[0048]在實施例4的基礎上從重復性試驗、精密度試驗、加標回收率試驗以及外源離子對反應體系的影響四個方面對檢測方法進行驗證。重復性結果表明，隨機移取相同體積的鋁離子標準溶液(1.0mg/mL) 6份，按照上述方法對6份溶液進行測定，測得該6份樣品中的招離子含量分別為 0.52mg/mL、0.53mg/mL、0.49mg/mL、0.48mg/mL、0.51mg/mL 和 0.50mg/mL，重復性以其RSD值來估計，RSD為1.87%。說明該方法測定樣本中的鋁離子含量結果變化不大，重現性較好。精密度試驗結果表明，移取0.6mL鋁離子標準溶液(1.0mg/mL)按照上述方法對此樣本連續進行測定6次，測得鋁離子含量分別為0.58mg/mL、0.56mg/mL、
0.62mg/mL、0.61mg/mL、0.64mg/mL 和 0.62mg/mL，精密性以其 RSD 值來估計，RSD 為 2.94%。說明該方法測定同一樣品中的鋁離子含量結果變化不大，穩定性較好。加標回收率試驗結果表明，在含有0.15μ g鋁離子的本底溶液中分別加入0.1 μ g、0.2μ g、0.3μ g、0.4μ g、
0.5 μ g標準鋁離子，測定結果如表1。
[0049]表1:加標回收率試驗結果
[0050]
【權利要求】
1.一種茜素紅S絡合分光光度法測定鋁離子含量的方法，該方法包括:準確移取1.5mL茜素紅S溶液、0.15mL pH4.6的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，然后于每份上述溶液中分別加A 0mL、0.lmL、0.2mL、0.3mL、0.4mL、0.5mL、0.6mL、0.7mL 招離子標準溶液，加去離子水定容至5mL，混合均勻，靜置lOmin，于490nm處測定光吸收值，以鋁離子含量為橫坐標，光吸收值為縱坐標，繪制鋁離子標準曲線。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，最終制得的線性回歸方程為Y=1.49305X+0.01071, R2 = 0.99937，其中x代表鋁離子的濃度mg/mL，y代表吸光值。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述茜素紅S溶液由以下方法制備:稱取菌素紅s0.025g,溶于50mL無水乙醇中，用蒸懼水稀釋定容至lOOmL。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述鋁離子標準溶液由以下方法制備:稱取0.89g AlCl3.6H20(鋁含量為0.1g)，用去離子水溶解并定容至lOOmL。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述磷酸氫二鈉溶液由以下方法制備:稱取磷酸氫二鈉0.716g，用去離子水溶解并定容至lOOmL。
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述檸檬酸溶液由以下方法制備:稱取檸檬酸0.21g，用去離子水溶解并定容至lOOmL。
7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述pH4.6的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液由以下方法制備:準確移取46.75mL0.2mol/L磷酸氫二鈉溶液和53.25mL0.lmol/L檸檬酸溶液，混勻至lOOmL。
8.權利要求1-7任一項所述的方法用于檢測食品中的鋁離子含量。
9.根據權利要求8所述的應用，所述食品為無色透明液體飲料或可被硫酸消化處理的固體食品。
【文檔編號】G01N21/31GK103994980SQ201410174352
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】王曉力, 王永剛, 朱新強, 王春梅, 張茜, 路遠, 汪曉斌, 楊曉 申請人:中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
