扩散分光光度法测定黑枸杞中的氟

陈秀娜，王 燕，安国荣，张啟云，杜作朋



扩散分光光度法测定黑枸杞中的氟

陈秀娜，王 燕，安国荣，张啟云，杜作朋

（青海省地质矿产测试应用中心，青海西宁810008）

植物样品中的氟化物含量是生态地球化学调查的必测项目之一，通常样品中氟化物的含量都很低。目前用于分析氟化物的方法有很多种，主要有分光光度法、离子选择电极法、气相色谱法、高温燃烧水解/离子色谱法。但是对于黑枸杞来说，并没有一种指定的分析方法。通过扩散法对黑枸杞样品进行前处理，采用分光光度法测试黑枸杞中的氟，氟的线性很好，检出限为0.39μg/g，相对标准偏差为5.6%。国家一级标准物质样品平行测定的结果表明该方法的准确度和精密度都很好，可以准确测定黑枸杞中氟的含量。

分光光度法；黑枸杞；氟化物

氟是生命科学和环境科学研究中的常见元素之一，也是自然界分布最广的元素之一。它具有高度的生物活性，在动植物体内没有生物降解作用，严重污染时会明显危害人类健康；即便是低水平的污染也会通过食物链作用和生物富集作用对人体造成不同程度的危害[1]。氟是人体必需的微量元素之一[2]，人体如果缺少氟就会患龋齿病[3]，但是过量的氟的吸收又会对人体造成不同程度的危害，例如骨膜增生和骨质疏松，其临床症状表现为身体躯干、骨干、骨节疼痛，四肢麻木，身体畸形等[3]。

黑枸杞是我国西部特有的沙漠药用植物品种，主要分布在中国甘肃酒泉、内蒙古西部、青海西部、新疆和西藏等地[4]；黑枸杞拥有着极强的生命力并且大都生长在人类无法生存或者难以生存的地方，类似河床沙滩和荒山野岭等生存条件恶劣的地方。随着人类对大自然资源的不断开发和利用，再加上黑枸杞的生存条件比较恶劣，从而使黑枸杞的生存空间越来越小，造就了黑枸杞这一珍稀珍贵的原生态滋补品。《四部医典》、《晶珠本草》等经典藏药著作记载黑枸杞可以用于治疗心脏病、心热病、月经不调、停经等且药效显著。民间用作滋补、明目、降压等。黑枸杞作为近几年来一种热门的养生食品，不管是在药用价值方面，或者是滋补养生价值方面，研究黑枸杞中的氟含量的测试是非常有必要的，这对于人类的健康也有着非常深远的影响。

植物样品中的氟化物含量是生态地球化学调查的必测项目之一，通常样品中氟化物的含量都很低[5,6]。目前用于分析氟化物的方法有很多种，主要有分光光度法[7-9]、离子选择电极法[10-13]、气相色谱法[14]、高温燃烧水解/离子色谱法[15-21]。但是对于食用价值很高的黑枸杞来说，并没有一种指定的分析方法。本文采用了氟试剂分光光度法来测试黑枸杞中的痕量氟，这是因为黑枸杞中的氟含量很低，而离子选择电极法虽然操作简便，但是它的检出限高于其含量段，灵敏度达不到；高温燃烧水解/离子色谱法存在一个缺点，就是需要对样品进行特殊的前处理，并且这套前处理装置比较昂贵，因此使测试成本偏高；顶空气相色谱法测定氟则需要进行衍生，因此本文采用分光光度法来测试黑枸杞中的氟。该方法前处理简单易操作，成本低，适合黑枸杞中氟含量的测试。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

UH3900紫外分光光度计、鹤壁市恒鑫仪器仪表有限公司生产的101-3A电热恒温鼓风干燥箱、JYL-C03V食品粉碎机（九阳）、分析天平（三级，感量0.1mg）、排气式移液器：规格分别为10~100μL、100~1 000μL、1~5 mL、塑料扩散盒。新的塑料扩散盒在使用前要放在大烧杯中用去离子水在60~70 ℃水浴超声清洗2次。做过样品的扩散盒和塑料比色管先用肥皂水来清洗，然后用冷的稀硝酸浸泡过夜后，再超声水浴清洗，清洗干净后在鼓风恒温加热干燥箱中低于50 ℃烘干，备用。

硫酸、硫酸银、氢氧化钠、无水乙醇、丙酮、乙酸钠、冰乙酸、茜素络合指示剂、硝酸镧；均为分析纯。

氢氧化钠-无水乙醇溶液（40 g/L）：称取4 g氢氧化钠，溶于无水乙醇中并稀释至100 mL，于4 ℃冷藏保存。

硫酸银-硫酸溶液（20 g/L）：称取2 g硫酸银，溶于100 mL 3+1的硫酸中。

氟试剂溶液（0.002 mol/L）：准确称取0.772 g茜素络合指示剂和70 g无水乙酸钠置于烧杯中，加少量水低温加热并加以搅拌使其溶解，冷却后加70 mL冰乙酸后移至1 000 mL的棕色容量瓶中加水稀释至刻度，摇匀，低温避光保存，此混合液的pH值在4.5左右。

硝酸镧溶液（0.002 mol/L）将硝酸镧溶于水配置而成。

混合显色剂：取氟试剂溶液、硝酸镧溶液及丙酮，按体积比1∶1∶3混合，临用现配。

氟标准储备液（1.0 mg/mL）准确称取0.221 0 g经105 ℃干燥2 h的优级纯氟化钠，置于100 mL塑料烧杯中，加入少量的水溶解后，移入100 mL的容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即刻移入洁净干燥的塑料瓶中备用；

氟标准溶液（5.0μg/mL）移取1.00 mL氟标准储备液，置于200 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即刻移入洁净干燥的塑料瓶中备用。

1.2 实验方法

1.2.1 试样制备

青海省海西州黑枸杞和红枸杞若干，取一定量的枸杞，先用自来水冲洗干净，去除砂砾、石子、秸秆等，然后再用去离子水洗3遍。晾干后称其鲜重，于电热恒温鼓风干燥箱50 ℃烘干，称重，计算干湿比。将烘干后的枸杞用JYL-C03V食品粉碎机（九阳）粉碎成粉末，装入塑料瓶中备用。

1.2.2 实验过程

随同试样进行双份空白实验，所用试剂应取自同一瓶，加入同等的量。

（1）扩散膜制备

取塑料扩散盒若干个，然后用移液器在每个塑料扩散盒的盒盖中央加入40 g/L的氢氧化钠-无水乙醇溶液0.2 mL，均匀涂布（加一个涂一个，如全部加上，先加的溶液已干，会影响均匀涂布），之后将扩散盒的盒盖放置在一个绝度水平的平面上，于鼓风加热恒温干燥箱中(55±1)℃干燥0.5 h，在盒盖上形成一层薄膜（将盒盖放入烘箱后再升温，如放入已提前升温的烘箱，膜易开裂），将盒盖取出备用。

（2）试样的扩散

称取0.5~1.0 g黑枸杞放入塑料扩散盒内，加入4 mL水，使试样分布均匀，不能结块。再加入20 g/L的硫酸-硫酸银溶液4 mL，立即将盖盖紧后摇匀，在摇匀时防止将溶液溅到盖上，放入恒温鼓风干燥箱内(55±1)℃保温20 h。同时做空白试验，可多做几份，以备稀释高浓度样品用。

（3）校准曲线

取8个扩散盒，分别加入0.00，0.05，0.10，0.20，0.50，1.00，1.50，2.00 mL氟标准溶液（5.0μg/mL），用水冲至4 mL，然后在每个样品中加入20 g/L的硫酸-硫酸银溶液4 mL，立即将盖盖紧后摇匀，在摇匀时防止将溶液溅到盖上，放入恒温鼓风干燥箱内(55±1)℃保温20 h。扩散法的效率不是100%，所以校准系列溶液也必须经过扩散步骤。

（4）测定

将扩散盒取出，取下盒盖，分别用水少量多次的将盒盖内的氢氧化钠薄膜溶解，转移至15 mL的塑料带塞比色管中，准确加入5 mL混合显色剂，定容至刻度，混匀，在室温下放置60 min以上。在分光光度计上，用1 cm的比色皿，以空白试验溶液作参比，于波长620 nm处进行标准系列溶液的测定，然后再测定样品溶液吸光度。以氟量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制校准曲线，从校准曲线上差得相应的氟量。试样中氟的含量以质量分数（F）计，单位以μg/g表示，计算公式如下：

（F）=（1-0）/

式中：1—从校准曲线上查得试样溶液中的氟量，单位为μg；

0—从校准曲线上查得空白溶液中的氟量，单位为μg；

—试料质量，单位为g。

注意事项：

（1）扩散用恒温箱一定要干净，不能做过氢氟酸封闭溶样。

（2）实验所用器皿一定要清洗干净，以防止氟的沾污。

（3）要确保做氟的房间不会有环境污染，类似使用氢氟酸等，防止空白的沾污。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线

F标准曲线测定结果见表1。

表1 标准曲线测定结果

图1 标准曲线线性方程与线性参数

以氟量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制校准曲线，校准曲线如图1所示。根据图1可知，校准曲线的线性回归方程为=0.0319+0.0011 ，相关系数2=0.9996，由此可见扩散分光光度法对于氟化物含量的测定具有较好的线性范围，能够满足黑枸杞中氟含量测试的需求。

2.2 方法准确度和精密度

将同一黑枸杞样品在同样的条件下平行测定11次，测得样品中氟含量的相对标准偏差为5.6%，这个结果和离子色谱法测定植物样品（茶叶）中的测试结果[22]并无显著差异。通过测定国家标准物质来验证该方法的准确度，测定结果见表2。由表2可知，平行测定6次，相对误差RE＜10%，相对标准偏差RSD＜2%，结果的准确度和精密度都很好。

表2 标准样品分析结果

2.3 样品分析结果与加标回收

以平行测定7次空白基体加标的方式计算方法的检出限，MDL=3 s，方法检出限为 0.39μg/g，测定结果见表3。

表3 空白加标分析结果

3 结束语

通过校准曲线的测试结果和对国家一级标准物质（GBW10022和GBW10016）进行6次平行测定的测定结果综合来看，可见分光光度法对于氟含量的测定具有较好的线性范围，测试结果的精密度、准确度能达到国家标准要求，能够满足黑枸杞中氟含量测试的需求。该方法的检出限是0.39μg/g，相对标准偏差为5.6%。

［1］STEVENS D P, MCLAVGHLIN M J,ALSTON A M. phytoxicity of hydrogen fluoride and fluoroborate and their uptake from solution culture by Lycopersieon esculentum and Avena sativa[J]. Plant Soil,1998 , 200 : 175-184 .

［2］尤素荔.离子选择电极法测定水中氟化物[J].福建环境,2001,4：22-23.

［3］回转窑中氟化物的危害及处理方法[EB/OL].http://www.docin.com/p-485728315.html.

［4］伴生堂绿色养生.伴生堂青海野生黑枸杞功效及保健价值[EB/OL].:[2013-3-23].http://blog.sina.com.cn/s/blog_b5d626f301016dz2.html.

［5］马运明,马蔚．氟化物的分析方法进展［J］．环境与健康杂志,2003,20(2):125-126.

［6］ 赵怀颖，孙德忠，曹亚萍,等．高温燃烧水解－离子色谱法测定植物样品中的氟［J］．岩矿测试，2011,30(6):761-767.

［7］ 何良汉．浅谈氟试剂分光光度法测定水中氟化物［J］．工业水处理,2007,27(1):64-65.

［8］ 张玉明，石庆．氟试剂分光光度法测定氟化物的方法分析［J］．水文，2002,22(6):50-53.

［9］ 邓恢祥，江晓虹．氟试剂分光光度法测定水中微量氟的改进［J］．中国卫生检验杂志,1994,4(4):220-221.

［10］李宗澧, 刘静 离子选择电极法速测定植物中氟[J].分析化学, 1992 , 20(2) : 244.

［11］赵怀颖，孙德忠，吕庆斌．燃烧水解－离子选择电极法测定植物样品中的氟含量方法的改进［J］．岩矿测试，2010,29(1):39-42.

［12］吴代赦，郑宝山，陈依江，汪海，彭希珑．酸浸／电极法测定粮食中氟含量［J］．南昌大学学报:理科版,2006,30(3):262-263.

［13］李晓理、王敬业、李锡凯.离子选择电极法测定引用水氟含量［J］.当代化工，2004,33(5):308-310.

［14］WILKES A J,TALBOT J M．Optimization of total fluoride analysis by capillary gas chromatography. Part I : Silicabased dental cream [J].Pharmaceutica Acta Helvetiae, 1996, 71(4 ): 273—277.

［15］冯福建, 刘晓平, 虞江萍,等. 环境样品中氟的测定[J].卫生研究 , 2004 , 33 (3) : 288-291．

［16］林国剑，杨敏，宋光泉．离子色谱法测定新鲜蔬菜中的无机阴离子［J］．仲恺农业技术学院学报，2004,17(3):31-34.

［17］胡培勤，汪莉，熊敏．海产品及肉制品中氟的水蒸气蒸馏－离子色谱测定法［J］．环境与健康杂志，2007,24(7):540-542.

［18］吴红雨，蔡慧，蒋荣荣．离子色谱法测定桑叶中的氟化物［J］．仪器仪表与分析监测，2005(2):38-39.

［19］谷仕敏，查河霞，宋黎军．茶叶浸出液中氟化物的离子色谱测定法［J］．职业与健康,2004,20(6):49-50

［20］陈宁，于彦彬，刘嵘．离子色谱法测定氟化物的干扰及其消除［J］．理化检验：化学分册，2000,36(2):70-71.

［21］林国剑，杨敏．离子色谱法测定新鲜蔬菜中４种阴离子的研究［J］．广东农业科学，2004(4):24-25.

［22］徐霞、应兴华、段杉伍 植物样品中痕量氟的离子色谱法分析[J].分析测试学报, 2008, 27（1）:57-59.

Determination of Fluorine in Black Chinese Wolfberry by Spectrophotometric Method

,

（Qinghai Application and Test Center of Geology and Mineral Resources, Qinghai Xining 810008，China）

The content of fluoride in plant samples is one of detecting items in ecological geochemistry survey measurement. Usually the content of fluoride in samples is very low.The methods for analysis of fluoride mainly include spectrophotometry, ion selective electrode method, gas chromatography and high temperature combustion hydrolysis/ion chromatography. But for black Chinese wolfberry, there is no specified analysis method. In this paper, black Chinese wolfberry samples were pretreated by the diffusion method, and then fluoride in the black Chinese wolfberry was determined by spectrophotometry. The results showed that, there was a good linearity, the detection limit was 0.39 μg/g and relative standard deviation was 5.6%. The results obtained by determination of parallel standard sample showed that the accuracy and precision of the method were good. So the method can accurately determine the content of fluorine in black Chinese wolfberry.

Spectrophotometry; Black Chinese wolfberry;Fluoride

O 657

A

1671-0460（2017）10-2166-04

2017-03-22

陈秀娜（1985-），女，山东省诸城市人，工程师，硕士研究生，2012年毕业于武汉理工大学材料学专业，长期从事什么实验测试工作。E-mail：chenxiuna1229@126.com