Zn（Ⅱ）-5-Br-PADAP-CPB体系分光光度法测定锌

王彦兵，刘绣华，李明静

（1.河南大学化学化工学院，河南开封 475004；2.河南福森药业有限公司，河南淅川 474405；3.河南省天然药物与免疫工程重点实验室，河南开封 475004）

锌是人体重要的必需微量元素之一，它作为体内百余种酶的辅助因子，对人体的健康和成长密切相关。体内缺乏锌时，将引起锌酸活力减退而产生营养不良，免疫力下降，肝脾肿大及心血管疾病等[1]。所以，通过食物或药物补锌成为解决这一问题的关键。茶多酚具有清除自由基、抗菌消炎、抗衰老、降血糖、抗肿瘤等一系列的药理活性[2－4]。茶多酚由于具有特殊的结构，很容易与一些金属离子络合。根据中药配位化学学说[5]，茶多酚与金属离子配合后可能会兼具二者的生物活性，同时降低了无机盐的毒副作用。

本课题组前期工作制备了稳定的茶多酚锌配合物[6]，有望开发成为生物利用度高且无毒副作用的补锌产品并被人们接受。为了评价茶多酚锌配合物中功能性成分锌的含量，曾经以铬黑T以指示剂，用EDTA滴定法测茶多酚锌配合物中锌的含量，由于该法存在灵敏度低、重现性差、操作复杂等缺点，本实验在文献的基础上[7－10]研究了在阳离子表面活性剂CPB存在下锌与5－Br－PADAP形成络合物的条件，建立了灵敏度高，重现性、准确度好，操作简便安全、分析成本低的分光光度法。用该法测定茶多酚锌配合物中锌的含量，获得了满意的结果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

Zn2+标准溶液：准确称取高纯金属锌1.000 g（Zn含量99.999%，使用前经稀盐酸处理溶去表面的氧化物），用40 mL 6 mol/L HCl溶解，转移入1 L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即得Zn2+1.00 g/L储备液，使用时稀释成20.0 μg/mL的标准溶液；0.30%的溴化十六烷基吡啶（CPB）溶液：称取0.30 g的CPB，用30 mL乙醇溶解，转移入100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即得0.30%的CPB溶液；0.02%5－Br－PADAP乙醇溶液；2.0%壬基酚聚氧乙烯醚（OP）溶液；2.0%吐温－80（Tween－80）溶液；pH=5.60 的 NaAc－HAc 缓冲溶液；茶多酚锌配合物：实验室自制；所用化学试剂均为分析纯，使用前未进一步纯化，用水为二次蒸馏水。

1.2 仪器与设备

Lab Tech UV－BlueStra紫外可见分光光度计：北京莱伯泰科仪器有限公司；BS210S电子分析天平：北京赛多利斯公司；箱式电阻炉：北京市永光明医疗仪器厂；PHS－P1型酸度计：上海大普仪器有限公司。

1.3 方法

准确吸取一定量锌标准溶液于25 mL具塞比色管中，加入少量水和0.2%对硝基苯酚指示剂1滴，用稀氢氧化钠溶液调至溶液呈微黄色（即弱碱性）。依次加入 pH=5.60NaAc－HAc缓冲溶液 5.0 mL，0.3%CPB 溶液 2.5 mL，0.02%5－Br－PADAP 乙醇溶液 2.0 mL。用水稀释至刻度摇匀。静置10 min，以试剂空白作参比，用1×1 cm石英比色皿在波长557 nm处，测定吸光度。

2 结果与分析

2.1 显色体系和吸收光谱

按照试验方法绘制吸收曲线（图1）。

由图1可知，在试验条件下，以试剂空白作参比，当不加表面活性剂 CPB 时，Zn（Ⅱ）与5－Br－PADAP 形成灵敏度较低的二元配合物，吸收峰位于592 nm；当加入CPB 后，Zn（Ⅱ）与 5－Br－PADAP 形成灵敏度较高的三元配合物，吸收峰位于557 nm，且稳定性大大提高；以水作参比，测得显色剂的最大吸收波长为443 nm，曲线（a、b）的最大吸收峰波长相差114nm（即对比度为114nm），所以实验选择λmax=557nm为测定波长。

图1 吸收光谱Fig.1 Absorption spectra

2.2 缓冲介质酸度及用量的影响

按照试验方法，使用不同pH的HAc－NaAc缓冲溶液，分别测量相应的吸光度，考察pH对吸光度的影响，测定结果如图2所示。同时，固定HAc－NaAc缓冲溶液的酸度，改变其用量，分别测量相应的吸光度，考察缓冲溶液用量对吸光度的影响，测定结果如图3所示。

图2 pH对吸光度的影响Fig.2 Effect of pH on the absorbance

图3 缓冲溶液用量对吸光度的影响Fig.3 Effect of buffer solution dosage on the absorbance

由图2可知，在pH5.40～5.80范围内，吸光度稳定，故选pH5.60的HAc－NaAc缓冲溶液作为测定酸度。由图3可知，pH=5.60的HAc－NaAc缓冲溶液用量在3.0 mL～7.0 mL范围内对其吸光度值影响不大，故选用5.0 mL作为测定用量。2.3 显色剂溶液用量的影响

按照试验方法，改变5－Br－PADAP溶液的加入量并分别测定其相应的吸光度，考察5－Br－PADAP显色剂用量对吸光度的影响，测定结果如图4所示。

图4 显色剂用量对吸光度的影响Fig.4 Effect of development agent dosage on the absorbance

由图 4可知，0.02 g/L的 5－Br－PADAP乙醇溶液用量在2.0 mL～3.5 mL范围内吸光度最大且恒定，故选用2.0 mL作为测定用量。

2.4 表面活性剂的选择及用量

试验了阳离子表面活性剂（CPB）、阴离子表面活性剂（SDS）和非离子表面活性剂（Tween－80）对显色反应的影响。结果表明CPB的增敏效果比SDS和Tween－80的显著，因此本试验选用阳离子表面活性剂CPB作为增敏剂。按照试验方法，改变CPB溶液的加入量，显色后分别测定其相应的吸光度，考察阳离子表明活性剂CPB的加入量对吸光度的影响，测定结果如图5所示。

图5 CPB用量对吸光度的影响Fig.5 Effect of CPB dosage on the absorbance

由图5可知，阳离子表面活性剂CPB溶液用量在2.5 mL～4.0 mL范围内吸光度最大且恒定，故选用2.5 mL作为测定用量。

2.5 显色时间的考察

按照试验方法，显色后每隔一段时间后分别测定其相应的吸光度，测定结果如图6所示。

由图6可知，锌与显色剂在常温下显色很快，10 min即吸光度达到最大，之后2 h内吸光度值稳定，故测定应在该时间内进行完毕。

图6 反应时间对吸光度的影响Fig.6 Effect of reaction time on the absorbance

2.6 标准曲线的建立

分 别 准 确 吸 取 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mL Zn2+标准溶液于25 mL具塞比色管中，按照试验方法，以试剂空白作参比，用1×1 cm石英比色皿在波长557 nm处，测定吸光度。以吸光度为纵坐标，Zn2+标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线如图7所示。

图7 工作曲线Fig.7 Calibration curve

回归方程为：y=0.007 6+1.759 4x，r=0.999 7（n=3）。Zn2+含量在0～0.56 mg/L的浓度范围内符合朗伯比尔定律，计算所得表观摩尔吸光系数为1.14×105（L/mol·cm）。

2.7 共存离子的干扰和消除

茶叶中含有 Zn、Ca、Mg、Fe、Al、Cu、Mn 等金属元素[11]，在茶多酚锌配合物制备过程中有可能引入上述几种金属元素，我们对茶多酚锌配合物试液中可能存在的主要阳离子对Zn2+吸光度的影响做了试验，其结果见表1。

从表 1 中可见，Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+均无影响Zn2+的测定，只有Cu2+有严重干扰。因此，可以加入1.5mL 200.0 g/L Na2S2O3溶液消除Cu2+的干扰。

3 样品分析

3.1 样品溶液的制备

准确称取茶多酚锌配合物40.0 mg（平行6份）于坩埚内，在电炉上炭化至变淡黄色后，转入马弗炉中550℃灰化4 h，取出后，冷却，滴加5滴6 mol/LHCl溶液使其溶解，分别用水将溶液转移、定容至100 mL容量瓶中，备用。

表1 共存的金属离子对5 μg Zn2+吸光度的影响Table 1 Determination of 5 μg Zn2+absorbance in presence of the coexistence of metal ions

3.2 锌含量的测定

准确吸取处理好的样品溶液0.1 mL（平行3份）于25 mL具塞比色管中，加入少量水和0.2%对硝基苯酚指示剂1滴，用稀氢氧化钠溶液调至溶液呈微黄色（即弱碱性）。（依次加入5.0 mL pH=5.60的NaAc-HAc缓冲溶液，1.5 mL 200.0 g/L Na2S2O3溶液，2.5 mL 0.3%CPB溶液，2.0 mL 0.02%5-Br-PADAP乙醇溶液。用水稀释至刻度摇匀。静置10 min），以试剂空白作参比，用1×1 cm石英比色皿在波长557 nm处，测定吸光度，分析结果见表2。

表2 样品测定结果（n=6）Table 2 Determination results of samples（n=6）

稳定性、精密度、重现性试验的RSD分别为：0.64%、1.34%、0.64%，加标回收率试验结果见表3。

表3 加标回收率测定结果（n=6）Table 3 The result of recoveries test（n=6）

由表3可知，回收率为95.1%～102.7%，平均加标回收率为97.9%，RSD为2.73%，表明该方法准确度较高。

4 结论

在pH=5.60的HAc-NaAc缓冲溶液中，在阳离子表面活性剂CPB存在下，5-Br-PADAP与锌（Ⅱ）形成灵敏度较高的橘红色三元络合物，最大吸收波长位于557 nm 处，表观摩尔吸光系数为 1.14×105L·mol-1·cm-1，Zn2+含量在0～0.56 mg/L的浓度范围内符合朗伯比尔定律。茶多酚锌配合物中可能含有的Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+均无影响Zn2+的测定，只有Cu2+有严重干扰，可以加入1.5 mL200.0 g/L Na2S2O3溶液消除Cu2+的干扰。试验结果表明茶多酚锌配合物中锌（Ⅱ）的含量为（± s，n=6，）：（18.06±0.26）%。该方法应具有灵敏度高，精密度、重现性、准确度好，操作简便安全、分析成本低、快速的特点。

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