浊点萃取-石墨炉原子吸收光谱法测定药物胶囊中的痕量铬(VI)

杨 平，陈为键，陈 婷，温茂云，陈春凤

浊点萃取-石墨炉原子吸收光谱法测定药物胶囊中的痕量铬(VI)

*杨 平，陈为键，陈 婷，温茂云，陈春凤

(闽江学院化学与化学工程系，福建，福州 350108）

采用硝基苯胲铵盐(铜铁试剂)、吡咯烷基二硫代甲酸铵(APDC)为络合剂，Triton X-114为表面活性剂的浊点萃取体系分别富集药物胶囊中的痕量Cr(Ⅲ)和总铬，富集后的Cr(Ⅲ)和总铬用石墨炉原子吸收光谱法进行测定。讨论了溶液pH值、表面活性剂浓度、络合剂浓度、平衡温度、平衡时间等对浊点萃取效率的影响。在优化的实验条件下，Cr(Ⅵ)测定的检出限为0.031 μg/L，相对标准偏差为1.2%，加标回收率为98.4％~102.1％。应用本法测定药物胶囊中的痕量Cr(Ⅵ)，结果令人满意。

药物胶囊；铬；浊点萃取；石墨炉原子吸收光谱法

铬是一种重金属元素，其毒性与存在的价态有关，Cr(Ⅲ)无毒，是维持人体正常代谢所必需的微量元素。而Cr(VI)则具有很强的毒性。人体摄入的Cr(VI)能与核酸结合而影响细胞的氧化还原，有致癌、诱变作用[1-2]。2012年4月，中国中央电视台曝光了国内部分不良药企生产的药物胶囊存在Cr(VI)超标，引起公众的极大恐慌。如何更快捷、准确的测定食品、药品中有毒重金属的含量，特别是在样品组成复杂、多种价态并存、毒性元素含量很低的情况下，如何高效、准确的进行重金属元素的形态分析，成了新的研究热点。

对铬进行形态分析最有效的措施是将简便可靠的分离方法与灵敏的检测手段相结合，其中的分离方法主要有共沉淀分离法[2]、固相萃取法[3]、离子交换色谱法[4]、吸附法[5]、液膜萃取法[6]及浊点萃取法[7]等。其中浊点萃取不使用挥发性有机溶剂和少使用有机溶剂，对环境的污染较小，同时能够提供很高的富集率和萃取率，是一种新兴的液-液萃取分离技术，近年来已成功地用于样品中痕量铬的分离富集[8-10]。使用浊点萃取方法对样品中痕量铬进行分析测定均采用单萃取体系，而使用双萃取体系与原子光谱检测技术联用分别富集测定样品中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)，国内尚未见到有关分析应用的文献报道。

本研究基于非离子表面活性剂Triton X-114的浊点现象，选择硝基苯胲铵盐(铜铁试剂)、吡咯烷基二硫代甲酸铵(APDC)为络合剂，建立了浊点萃取-石墨炉原子吸收光谱法测定痕量Cr(Ⅵ)和总铬的新方法。本法测定Cr(Ⅵ)的检出限为0.031 μg/L，相对标准偏差为1.2%，加标回收率为98.4％~102.1％。应用本法测定了国内三家药企生产的药物胶囊中的痕量Cr(Ⅵ)，结果令人满意。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Cr(Ⅵ)标准储备液(1.0 g/L)：由基准K2Cr2O7用二次蒸馏水配制；Cr(Ⅲ)标准储备液(1.0 g/L，国家标准物质中心)：工作液由储备液用0.5％HN03逐级稀释而成；Triton X-114(2%，V/V)；APDC：配制为0.05 mol/L的水溶液；铜铁试剂：用乙醇溶解，配制成0.01 mol/L溶液；pH = 6.0的HAc—NaAc缓冲溶液；0.1 mol/L硝酸-甲醇溶液；其他所用试剂均为分析纯。所用水均为二次蒸馏水，所用容器使用前均用稀硝酸浸泡处理。

药物胶囊样品（1#:维U颠茄铝胶囊，黑龙江百泰药业有限公司生产；2#:枫蓼肠胃康胶囊，海口奇力制药股份有限公司生产；3#:黄连上清胶囊，上海海虹实业巢湖今辰药业有限公司生产）。

AAS8000石墨炉原子吸收光谱仪（带有氘灯背景校正装置）：江苏天瑞仪器股份有限公司。

1.2 仪器工作条件

波长：357.9 nm；灯电流：10 mA；狭缝宽度：0.2 nm；进样量：10 μL；升温程序见表1。

表1 石墨炉的升温程序

1.3 实验方法

1.3.1 总Cr 的萃取测定

准确移取含一定量的Cr溶液于10 mL刻度试管中，依次加入0.8 mL浓度为0.05 mol/L的APDC溶液，2 mLHAc-NaAc缓冲溶液(pH = 6.0)，0.8 mL 2%的TritonX-114，用二次蒸馏水定容至10 mL，振荡1 min后，于60 ℃水浴加热20 min，趁热离心（4000 r/min），在零度左右的冰水中冷冻5 min，倾去水相，富胶束用0.1 mol/L HNO3-甲醇溶液溶解定容至0.5 mL，在选定的测量条件下用石墨炉原子吸收分光光度计测定其吸收信号。

1.3.2 Cr(Ⅲ)的萃取测定

准确移取一定量含Cr(Ⅲ)或Cr(Ⅵ)的溶液于10 mL刻度离心试管中，依次加入0.8 mL浓度为 0.01 mol/L的铜铁试剂，2 mLHAc-NaAc缓冲溶液（pH = 6.0），0.8 mL2%的TritonX-114，用二次蒸馏水定容至10 mL。其它操作同1.3.1。在选定的测量条件下用石墨炉原子吸收分光光度计测定其吸收信号。

1.3.3 样品测定

将样品药物胶囊囊体，洗净晾干后，剪碎称取0.2000 g置于瓷坩埚中，低温电热板加热至完全碳化，降至室温后，滴加几滴浓HNO3，搅拌至样品完全溶解。加入2 mL蒸馏水，溶液转移至离心管离心5 min，取上清液于50 mL容量瓶中定容，此液为样品供试液；同时制备样品空白。

准确移取5.00 mL样品供试液，按1.3.1的方法对样品进行总铬和Cr(Ⅲ)的测定，总Cr测定值减去Cr(Ⅲ)的测定值即为样品中Cr(Ⅵ)的含量。

以上所有实验数据均应扣除相应的试剂空白值。

2 结果与讨论

2.1 溶液pH的影响

图1是pH值对Cr(Ⅵ)-APDC，Cr(III)-APDC体系的影响。从图1可以看出，当溶液的pH值为2~7时，Cr(VI)能够与APDC生成比较稳定的络合物，而Cr(Ⅲ)只有在pH在5~6的溶液中才能与APDC结合生成稳定的络合物。在碱性条件时，两种络合物的稳定性均显著下降。因此，本研究选择溶液的pH在5~6时，用APDC同时萃取Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)。

图1 pH对APDC络合体系的影响

图2是pH值对Cr(Ⅵ)-铜铁试剂，Cr(III)-铜铁试剂体系的影响。Cr(Ⅲ)在强酸性条件下与铜铁试剂形成的络合物稳定性较差且很快分解，而在微酸性溶液中Cr(Ⅲ)以Cr(OH)2+存在，可以和铜铁试剂结合生成稳定的中性疏水性络合物，浊点萃取进入表面活性剂相，当pH为5~6时，Cr(III)萃取率几乎达100%。碱性条件下，Cr(III)络合物的稳定性下降明显。而Cr(Ⅵ)无论在碱性或者酸性条件下都几乎不与铜铁试剂生成络合物而留在水相中，因此，本实验选取在pH = 5~6的条件下，用铜铁试剂萃取Cr(III)以实现Cr(Ⅵ)与Cr(III)的分离。

图2 pH对铜铁试剂络合体系的影响

2.2 络合剂浓度的选择

试验了络合剂的浓度对萃取率的影响。实验结果表明:当APDC的浓度达到0.0037 mol/L时，APDC已经与样品中的Cr络合完全；当铜铁试剂的浓度达到0.0008 mol/L时，铜铁试剂也会与Cr(III)完全反应。两种络合物均能全部萃取。过量APDC对分析结果基本没有影响。本实验选择APDC的浓度为0.004 mol/L，铜铁试剂的浓度为0.000 8mol/L。

2.3 表面活性剂用量的影响

实验考察了四种表面活性剂（Triton X-114，Triton X-100，PONPE7.5，吐温-80）的浊点萃取效果。研究发现，Triton X-114的效果最好。其浊点温度为60 ℃，在其浊点温度使用时，趁热离心还可实现直接分相。对于Triton X-114的使用，研究发现，当Triton X-114用量为0.8 mL时，络合剂APDC和铜铁试剂对铬的萃取率均能达到最大值（99%以上），但当Triton X-114的用量大于0.8 mL以后，络合剂的萃取率呈下降趋势。分析原因，可能是Triton X-114过量时，水相中Triton X-114的浓度也会增大，致使留在水相中的螯合物量也变大。本实验选取Triton X-114溶液的用量为0.8 mL。

2.4 平衡温度及时间的影响

平衡温度和时间对反应的完成、相分离和萃取效率都很重要。分别试验了不同平衡温度、平衡时间对萃取效率的影响。实验表明，在60 ℃恒温水浴中加热20 min以上即可萃取完全，增加平衡时间对萃取率无明显影响。本实验选择平衡温度为60 ℃，平衡时间为20 min。

2.5 共存离子的影响

在选定的实验条件下，对一些常见的共存离子的影响进行了研究。结果表明，1 000倍的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、A13+、Mn2+、Zn2+、NO3-、SO42-对测定没有影响，对于Ni2+和Cu2+离子，可以用EDTA溶液进行掩蔽，以防止其对测定产生影响。

2.6 检出限、精密度和线性范围

在最佳实验条件下对方法的分析特性进行了研究。实验分别讨论了Cr(III)和总铬测定的工作曲线的变化情况。Cr(III)的工作曲线的线性回归方程为：ACr(Ⅲ)= 0.0335 ρ(g·L-1) + 0.00009(r = 0.9991)，线性范围为：0.03~120g/L；总铬的工作曲线的线性同归方程为：ACr= 0.0141ρ(g·L-1) + 0.0079 (r = 0.9985)，线性范围为0.05~100 μg/L；应用本方法富集1.0 mL的系列标准Cr(Ⅵ)溶液（富集倍数为20倍）进行测试，测试的相对标准偏差（RSD%）为1.2%；检出限(S/N = 3)为0.031 μg/L。

2.7 样品分析

按照1.3.3的操作步骤，对三家企业生产的药物胶囊中的Cr(Ⅲ)和总铬进行了测定，测定结果见表2。

表2 样品测定分析结果

[1] 王青,王娜.铬对人体与环境的影响及防治[J].微量元素与健康研究,2011 (5):64-66．

[2] 李晨英,陈华林,刘白玲,等.共沉淀体系用于自来水中铬的分离和富集[J].西部皮革,2012,34(2):46-48．

[3] 张慧,许晓菁,杨一青,等.浊点萃取技术及其应用研究进展[J].化工进展,2012,31（增刊):441-446.

[4] 牛增元,叶曦雯,王杰英,等.固相萃取柱脱色测定染色皮革中的六价铬[J].中国皮革,2006,35(11):35-38．

[5] Samuel M，Rita C，Frank V，et a1．Method development for the speciation of chromium in river and industrial wastewater using GFAAS[J]．Microchimica Acta,2005, 150(3/4):225-231．

[6] 唐树和,顾云兰,张根成.离子交换色谱法分离铬(Ⅲ)阳离子配合物的研究[J].应用化工,2010,39(12):1843- 1846．

[7] 邓勃.新型萃取技术-原子吸收光谱在食品内重金属分析中的应用[J].现代科学仪器,2012, (1):121-128.

[8] Li Yin-jie, HOU Guong-shun, ZHANG Zhi-qiang,et al. Dispersive liuid-liuid microextraction combined with electrothermal atomic absorption spectrometry for the speciation of chromium in environmental samples[J]. Spectroscopy, 2011,32(4):160-167 ．

[9] 卢菊生,田久英,吴宏.浊点萃取-石英双缝管捕集火焰原子吸收光谱法分析铬价态[J].分析化学,2009,37(1): 99-102

[10] 王尚芝,孟双明,关翠林,等.浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定面粉中痕量铬[J].大同大学学报:自然科学版, 2012,28(3):32-34.

Determination of Chromium(VI) in drug capsules by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry after Cloud Point Extraction

*YANG Ping，CHEN Wei-jiang，CHEN Ting，WEN Mao-yun，CHEN Chun-feng

(Department of Chemistry and Chemical Engineering, Minjiang University, Fuzhou, Fujian 350108, China)

A method was developed for determining trace Cr(VI) and total chromium in drug capsulesby graphite furnace atomic absorption spectrometry after cloud point extraction with Cupferron and ammonium pyrrolidine dithiocarbamate(APDC) as complexing agent, triton X-114 as surfactant.The main factors affecting the cloud point extraction, such as pH, concentrations of APDC, Cupferron and Triton X-114, equilibrium temperature and time were studied. Under the optimal conditions, the detection limit of Cr(VI) is 0.031μg/L (S/N=3) with RSD of 1.2% and recovery rate of 98.4% to 102.1%. It is satisfactory to apply the method to the determine trace Chromium in drug capsules samples.

drug capsules; Cr; cloud point extraction; graphite furnace atomic absorption spectrometry

O657.31

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2013.06.005

1674-8085(2013)06-0021-04

2013-07-10；

2013-10-20

“福建省一般本科院校办学水平提升计划”建设项目（闽教高〔2012〕160号）；“闽江学院大学生创新创业训练计划”项目

*杨 平(1962－)，男，陕西紫阳人，副教授，主要从事环境水污染控制研究(E-mail:330364351@qq.com);

陈为键(1967－)，男，福建闽清人，高级实验师，硕士，主要从事环境污染测试的研究(E-mail:172342916@qq.com);

陈 婷(1975－)，女，福建罗源人，实验师，硕士，主要从事环境水体污染物的测试研究(E-mail:1079231391@qq.com);

温茂云(1989－)，男，广西青州人，闽江学院化学与化学工程系2009级本科生(E-mail:365351225@qq.com);

陈春凤(1991－)，女，福建福清人，闽江学院化学与化学工程系2009级本科生(E-mail:4669097671@qq.com).