催化动力学光度法测定食品中铁的研究进展

李卫华，古 玲，关翠林，王尚芝

(山西 大同 大学化学与化工学院，山西 大同 037009)

铁是人体含量最丰富的必需微量元素，它对机体的新陈代谢有重要的调节作用。目前，食品中痕量铁的测定常用原子吸收法和分光光度法：原子吸收法需要昂贵的仪器，分析成本较高，不便于推广应用；普通光度法所需仪器价格低廉，但灵敏度不够高。催化动力学光度法是在普通光度法的基础上发展起来的新型高灵敏度光度法，它利用催化反应速度在一定范围内与催化剂的浓度的定量关系，用光度法或其他检测方法检测催化反应速度，从而实现对催化剂浓度的测定。其灵敏度高，选择性好，仪器简单价廉，便于推广应用，有关研究颇为活跃[1-3]，特别是国内研究相对较多。本文通过对近十年来国内催化光度法测定食品中痕量铁的研究文献进行综述，希望能对这项研究的深入开展提供参考。

1 催化氧化动力学光度法

催化氧化动力学光度法是利用Fe(Ⅲ)对氧化剂氧化某些有机试剂(指示剂)的催化作用，使指示剂褪色或颜色加深，而用于痕量铁的测定。Fe(Ⅲ)催化氧化动力学光度法的反应体系见表1。反应绝大多数在酸性介质和加热条件下进行，检出限多在10-4～10-5μg/mL，常用的氧化剂有H2O2，KBrO3，KIO4等，以H2O2使用最多。由于催化氧化显色反应的使用较少[4－6]，故以H2O2为氧化剂的催化氧化褪色反应在食品中铁的催化光度法测定中占主要地位。

由表1可见，在催化光度法测定痕量铁的报道中，大多采用单指示剂、单波长测定。为进一步提高测定的灵敏度，董彦[7]利用Fe(Ⅲ)催化过氧化氢氧化双指示剂溴百里酚蓝和罗丹明B褪色，测定双波长436，600 nm处吸光度变化的加和性与Fe(Ⅲ)浓度的线性关系，建立了双波长、双指示剂催化光度法测定痕量铁的新方法，检出限达10-8μg/mL，是目前催化光度法测定铁灵敏度最高的反应之一。使用双指示剂方法的还有文献[8～10]。

为了提高灵敏度，人们在不断探索活化剂等增效试剂在改善光度分析性能方面的作用。活化剂既影响催化剂与反应物的作用，又促进催化剂的再生，从而增大了催化反应速率，提高了测定的灵敏度，同时也增加了方法的选择性。刘长增[11]利用Fe(III)催化过氧化氢氧化DSPCF的反应测定铁时，采用2，2′-联吡啶作活化剂，检出限降至1.96 × 10-6μg/mL，选择性好，操作简便，用于水及蔬菜样中痕量铁的测定，结果满意。王文元[5]研究了KHP-HCl溶液中，邻菲罗啉作活化剂，痕量Fe(Ⅲ)催化KIO4氧化愈创木酚的反应，检出限为2.3×10-5μg/mL、线性范围为2×10-4～2×10-3μg/mL，对水样和酒样的测定结果与火焰原子吸收法相符，并对反应机理进行了探讨。倪秀珍[12]研究的在十二烷基苯磺酸钠下，Fe(Ⅲ)催化过氧化氢氧化茜素绿的反应，检出限2.04×10-5μg/mL，使用活化剂灵敏度提高近10倍，线性范围宽，选择性好，成功用于水样和面粉试样中痕量铁的测定。使用活化剂的还有文献[10，13－16]。

2 催化还原动力学光度法

相对于催化氧化光度法，催化还原光度法反应体系少得多，主要使用的还原剂是抗坏血酸。

表1 Fe(Ⅲ)催化氧化动力学光度法反应体系

刘月成[32]研究了在硫酸中，Fe(Ⅲ)催化抗坏血酸还原重氮氨基偶氮苯褪色的反应及其动力学参数，方法线性范围 0 ～ 0.080 μg/mL、检出限 4.3 ×10-4μg/mL。测定茶叶、面粉中的痕量铁，与电感耦合等离子体原子发射光谱法对照，结果满意。刘建红[33]等利用在硫酸介质中，Fe(Ⅲ)催化抗坏血酸还原3，3′－二磺酸基联苯氨基重氮偶氮苯褪色测定痕量铁，线性范围 0 ～ 0.12 μg/mL，检出限 4.3 ×10-4μg/mL，用于测定发样、奶粉中的痕量铁。

3 萃取催化光度法

朱庆仁[34]等研究了在pH=5.5的弱酸性介质中，利用Fe(Ⅲ)，Mo(Ⅵ)对H2O2氧化邻氨基酚催化反应速率不同，用萃取平衡控制反应时间和水相中邻氨基酚的浓度及催化反应进行的程度，通过测量424 nm下有机相的吸光度，建立了萃取催化光度法同时测定铁和钼的新方法，成功用于大豆中铁和钼的测定。

4 流动注射催化光度法

催化动力学光度法灵敏度高，但影响该法测定准确度的因素较多，传统手工操作精密度较差，分析速度较慢；而流动注射技术具有分析速度快，精密度高和适于在线连续检测等特点，近年来发展较快—因此将FIA技术应用到催化动力学分析领域的流动注射催化动力学光度法受到人们重视。周颖[35]等基于 Cu(Ⅱ)，Fe(Ⅲ)在 PH 3 ～ 9 范围内能同时催化过氧化氢氧化罗丹明B褪色，通过建立流动注射PH梯度，采用CCD-二极管阵列检测器检测吸光度差值，利用反向传播-人工神经网络处理数据，实现了铜、铁的同时测定，Fe(Ⅲ)的检出限 2.1×10-4μg/mL，采样频率为10次/h，用于标准参考物质牛肝、小麦和食品样品中铜、铁的同时测定。栾崇林[36]等将流动注射与CCD阵列检测激光诱导荧光装置联用，形成连续自动荧光光谱分析系统，建立了在 0.001 mol/L HCl溶液中，Fe(Ⅲ)催化 H2O2氧化罗丹明B(RhB)的催化荧光光度测定铁的新方法，检出限 0.05 μg/mL，线性范围为 0.2 ～ 1.0 μg/mL，方法选择性好，用于菠菜、猪肉中痕量铁的测定。

5 结语

在催化动力学光度法测定食品中铁的研究中，以Fe(Ⅲ)催化过氧化氢氧化某些还原性试剂褪色的传统光度法的研究最多，活化剂或双指示剂的使用使灵敏度有较大提高，检出限值最低可达4.14×10-8μg/mL。反应体系不同程度受到Cu2+，Co2+，Ni2+，Cr(Ⅲ，Ⅵ)等干扰，在一些食品测定中，必要时采用硫脲等掩蔽，不需分离可直接测定。流动注射催化光度法将高灵敏度的分析方法与高精密度的分析技术相结合进一步推动了催化动力学的发展，但目前流动注射样品处理及溶液处理技术在催化光度法测定食品中铁的使用较少。催化光度法与其他技术和学科的结合、渗透太少，减缓了自身的发展。因而，研究与其他分析和分离技术的良好结合将是痕量铁催化光度分析的热点，探索高灵敏度试剂、高选择性试剂、增敏试剂以及增效途径将是最基本和最重要的研究课题，光度法与各种高效分离方法(如色谱法、毛细管电泳)的联用和与化学计量学、仿生学(如酶催化光度法)的结合将是光度分析法测定食品中痕量铁最具前景的研究方向。

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