【正文】 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 分光光度法測(cè)定痕量鋅的方法研究 1 前言 微量 鋅 與人體健康的關(guān)系已成為越來(lái)越多的學(xué)者討論的熱點(diǎn)問(wèn)題之一 。缺乏嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致 ” 侏儒癥 ”和智力發(fā)育不良 。 但是攝入過(guò)量的鋅也會(huì)引起急性腸炎和嘔吐 等中毒現(xiàn)象。 2 選題背景 題目來(lái)源 結(jié)合科研 研究的目的和意義 鋅是人類(lèi)必需的微量元素，對(duì)人體有重要生理作用，是人體內(nèi) 200 多種酶的組成部分，直接參與核酸、蛋白質(zhì)的合成、細(xì)胞的分化和增殖以及許多重要的代謝，人體內(nèi)還 有一些酶 需要鋅的激活才能發(fā)揮 其活性作用。 標(biāo)準(zhǔn)人體中含鋅量為 2~3 克。當(dāng)飲用水中鋅濃度為 毫克 /升時(shí)，曾發(fā)生惡心和昏迷的病例。 測(cè)定鋅的方法的發(fā)展 鋅的測(cè)定對(duì)研究生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)具有重要意義。 （ 1）含硫顯色劑 近年來(lái)，雖然已 出現(xiàn)許多性能優(yōu)良的顯色試劑，但以雙硫腙為代表的經(jīng)典顯色劑 ，仍然在某些行業(yè)作為標(biāo)準(zhǔn)方法應(yīng)用。葛宣寧等將樣品溶液的 pH 調(diào)至 ，然后加入 Tween20 的雙硫腙混合液，在540nm 波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，建立了雙硫腙水相直接光度法測(cè)定微量鋅。任建成等研究了乙二胺存在下，在 的 Na2B4O7NaOH 介質(zhì)中，四 (對(duì)三甲按苯基 ) 卟啉與鋅的顯色反應(yīng)，ε達(dá) 105L/mol cm。潘富友等研究了在 pH8~9 的 NH3NH4C1 介質(zhì)中，其合成的 1（ 2咪唑 偶氮 )2萘酚 4 磺酸與鋅的顯色反應(yīng)，并應(yīng)用于人發(fā)中 鋅的直接測(cè)定。 cm，比鋅試劑靈敏度提高了 倍。 cm。夏暢斌等報(bào)道了Zn(II)SCN羅丹明 BPVA 高靈敏度顯色反應(yīng)體系，建立了測(cè)定礦泉水中痕量鋅的新方法，ε高達(dá) 106 L/mol由于各類(lèi)試劑的選擇性和充分利用掩蔽效應(yīng)，一般無(wú)需分離即可直接測(cè)定人發(fā)、血清、水質(zhì)及食品中的鋅。對(duì)食品中鋅的研究對(duì)現(xiàn)代人的生活起到很大的作用，對(duì)鋅含量的測(cè)定的技術(shù)將廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中。其中雙水相萃取 (Aqueous twophase extraction，簡(jiǎn)稱(chēng) ATPE)以萃取條件溫和、操作簡(jiǎn)便因?yàn)槭褂玫娜軇┒际撬史Q(chēng)為雙水相體系。雙水相萃取技術(shù)正是隨著這種需求而發(fā)展起來(lái)的。這種現(xiàn)象現(xiàn)在稱(chēng)之為 ” 聚合物的不相溶性 ” 。 從熱力學(xué)的角度上來(lái)講，當(dāng)兩種高聚物溶液互相混合時(shí)，是否相溶決定于混合時(shí)熵的增加和分子間作用力兩個(gè)因素。因此， 一種聚合物的周?chē)鷮⒕奂N分子而排斥異種分子，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，即形成分別富含不同聚合物的兩相。從微觀結(jié)構(gòu)看，聚合物分子被周?chē)乃肿訌?qiáng)烈水化，這會(huì)誘導(dǎo)周?chē)乃肿佑幸欢ǖ娜∠颍捎趦煞N聚合物周?chē)乃肿咏Y(jié)構(gòu)不相容，有較明顯的排斥作用，從而形成界面。連接雙結(jié)線上兩點(diǎn)的直線稱(chēng)為系線 (Tieline，簡(jiǎn)稱(chēng) TL)，表示了雙水相體系達(dá)到相平衡時(shí)上、下相組成和總組成的關(guān)系。由于體系的相比沿著系線呈規(guī)律性的變化，因此可以根據(jù)相圖人為的調(diào)控體系組成，改變相比，提高目標(biāo)物質(zhì)的回收率。即利用雙水相成相現(xiàn)象和待分離的物質(zhì)在兩相的分配系數(shù)的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)分離和提純的 目的。 雙水相體系的分配原理 有關(guān) ATPS 萃取方面的報(bào)道己有很多，但其影響因素卻非常復(fù)雜，很難用完整的熱力學(xué)理論體系來(lái)描述。當(dāng)物質(zhì)進(jìn)入雙水相體系后，由于各種表面性質(zhì)、電荷作用等各種因素 [2l]的影響，使其在上、下兩相中的濃度不同，兩相的濃度比 — 分配系數(shù) K 也就不同。根據(jù)兩相平衡時(shí)化學(xué)位相等的原則，利用 Brownstendt 方程式可以求 得分配系數(shù) K： ln MK kT??方案論證 式中 M— 物質(zhì)的分子量 λ — 系統(tǒng)的表面特征系數(shù) k— 玻爾茲曼常數(shù) T— 溫度 一般認(rèn)為 M 值很大，而 K 和 λ 是對(duì)數(shù)關(guān)系，這意味著兄有較小的變化就會(huì)帶來(lái)K 值較大的變化，當(dāng) M 值很小， λ 很小時(shí)， Mλ→ O，因而 k→ 1，因此過(guò)去認(rèn)為小分子物質(zhì)在雙水相體系中趨于均勻分配。一般情況下定量描述這些作用力是困難的，但可以從熱力學(xué)基本點(diǎn)出發(fā)，作一些簡(jiǎn)單的定性描述。山東科技大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論但是在實(shí)際的操作過(guò)程中，無(wú)法固定整個(gè)雙水相體系，也無(wú)法確切的知道分離的體系中有多少其它物質(zhì)，所以使得整個(gè)體系相當(dāng)?shù)膹?fù)雜?？紤]到生物物質(zhì)在雙水相系統(tǒng)中分配時(shí)，是一個(gè)由聚合物、聚合物 (或無(wú)機(jī)鹽 )、生物分子和水構(gòu)成的四元系統(tǒng)，系統(tǒng)中的組分性質(zhì)千差萬(wàn)別，從晶體到無(wú)定形聚合物、從非極性到極性、從電解質(zhì)到非電解質(zhì)、從無(wú)機(jī)小分子到有機(jī)高分子甚至生物大 分子，這些都不可避免地造成理論計(jì)算的復(fù)雜性。梅樂(lè)和等網(wǎng)在關(guān)聯(lián)尿激酶在 PEG/混合磷酸鉀系統(tǒng)中的分配系數(shù)時(shí)，對(duì) DiamondHsu 模型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，把相間電勢(shì)表? ? ? ? 21 1 1 1 39。其體系的成相物質(zhì)和萃取原理與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取存在極大的差異。 （ 3） 雙水相體系對(duì)環(huán)境污染小。 （ 5） 雙水相體系中的傳質(zhì)和平衡速度快，回收率高，分相時(shí)間短，自然分相時(shí)間一般為 5~15 而 min，且能耗較低，可以實(shí)現(xiàn)快速分離。 ? ? ? ? 239。 雙水相萃取技術(shù)在生物制藥中的應(yīng)用 目前在國(guó)外，雙水相萃取技術(shù)在醫(yī)藥產(chǎn)品中的應(yīng)用主要是經(jīng)生物轉(zhuǎn)化的基因工 程藥物和抗生素以及從動(dòng)物組織中提取生化藥物，科研人員在各種酶、核酸細(xì)胞、蛋白質(zhì)、細(xì)胞器、菌體及氨基酸的分離和提純等方面進(jìn)行了廣泛的研究 (見(jiàn)表 2)。林金清等 [33]研究了甘草酸鉀在乙醇 /硫酸按雙水相體系中的分配，通過(guò)對(duì)成相物質(zhì)濃度、 pH 值等因素的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了分配系方案論證 數(shù)超過(guò) 13，收率超過(guò) 96%的萃取效果，為在雙水相中提取分離甘草酸鉀的工業(yè)化生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。 表 3 雙水相體系對(duì)中草藥中有效成份的純化 Table 3 The Purifieation of effeetive ponents of Chinese herbal medieine using ATPS 中藥成分 雙水相體系 回收率 葛根素 丙酮 /磷酸氫二鉀 % 黃岑黃酮 EOPO/無(wú)機(jī)鹽 95% 蘆丁 聚乙二醇 /硫酸銨 % 柿葉黃酮 聚乙二醇 /硫酸銨 % 雙水相萃取技術(shù)在金屬離子分離中的應(yīng)用 自 從 zvarova 提出了利用雙水相體系分離金屬離子的可能性 [39]，無(wú)機(jī)離子在雙水相體系中的分配研究才逐漸展開(kāi)。這是傳統(tǒng)的溶劑萃取方法所不可比擬的。高云濤等 [41]研究了金 (III)鹵素離子配合物在聚乙二醇 /硫酸按雙水相萃取體系中的分配行為，鄧凡政等 [42]利用聚乙二醇 2020/硫 酸銨 /偶氮腫 III 雙水相體系實(shí)現(xiàn)了欽和錯(cuò)的分離。 雙水相萃取光度法測(cè)定金屬離子的研究與應(yīng)用 雙水相萃取技術(shù)具有高回收率、選擇性好、無(wú)需反萃取且具有富集濃縮待測(cè)樣品的特點(diǎn)。結(jié)果表明 ： 當(dāng) 緩沖液用量為 ， 1g/L 二 甲酚橙溶液用量為 ， 30%PEG2020 溶液用量為 ，硫酸鈉固體用量為 時(shí)，鋅 (II)與二甲酚橙的配合物被萃取到 PEG 相 ； 配合物在 PEG相中的最大吸收峰為 535nm，表觀摩爾吸光系數(shù)。結(jié)果表明 ：當(dāng) 緩沖液用量為 ， ， 30%PEG2020 溶液用量為 ，硫酸鈉固體用量為 時(shí)，鋅 (Ⅱ )與鉻黑 T 的配合物被萃取到PEG 相 ； 配合物在 PEG 相中的最大吸收峰為 550nm，其配合 比為 1： 2，ε =l04L/mol見(jiàn)表 。但雙水相萃取作為一種新型的技術(shù)尚處于起步階段，其理論依據(jù)還有待于進(jìn)一步的研究?，F(xiàn)在對(duì)于影響金屬離子萃取率的因素和金屬離子與萃取劑的作用方式的研究，還僅停留在宏觀測(cè)定結(jié)果和理論分析的階段。 （ 3） 成相物質(zhì)的回收及循環(huán)利用問(wèn)題 雙水相體系中高聚物和無(wú)機(jī)鹽是主要的成相物質(zhì)。 （ 5） 雙水相萃取技術(shù)與其他相分離技術(shù)的集成 單一的雙水相體系 由于存在一系列的不足之處，因此發(fā)展與其他技術(shù)的結(jié)合和集成是發(fā)展方向，充分利用其他分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)彌補(bǔ)其存在的缺點(diǎn)，以達(dá)到理想的分離效果。有關(guān)這方面的報(bào)道較少， Flygare等通過(guò)在雙水相體系 中添加鐵氧顆粒，利用磁場(chǎng)來(lái)加速相分離。） 實(shí)驗(yàn)試劑 ： 準(zhǔn)確稱(chēng)取鋅試劑 ，放入 100mL 的燒杯中并用少量水溶解，然后轉(zhuǎn)入 100mL 容量瓶并加水定容至刻度，搖勻，放置于冰箱中保存 ； 1mg/mLzn(Ⅱ )標(biāo)準(zhǔn)溶液 ： 稱(chēng)取 的 ZnSO4放入 1000mL 容量瓶中并定容至刻 度，搖勻，作為儲(chǔ)備液，其中 Zn(Ⅱ )濃度為 1mg/mL。靜置，體系立即開(kāi)始分成上、下相 (上相富含 PEG，簡(jiǎn)稱(chēng) PEG 相 ； 下相富含硫酸鈉，簡(jiǎn)稱(chēng)鹽相 )，同時(shí)鋅 (Ⅱ )與鋅試劑所形成的有色配合物被萃取到 PEG 相。故測(cè)定波長(zhǎng)選用 630nm。 表 6 PEG 溶液用量的影響 Table 6 Effect of amounts of PEG solution PEG 溶液用量 4 5 6 吸光度 0. 實(shí)驗(yàn)部分 091 圖 4 PEG 溶液用量的影響 Fig. 4 Effect of amounts of PEG solution 硫酸鈉用量的選擇 硫酸銨和硫酸鈉在高分子雙水相系統(tǒng)中的鹽析作用明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié) 果 (圖 )表 明：硫酸鈉用量低于 時(shí)，體系不能分相；然而用量為 時(shí)分相速度太慢，用時(shí) 25min 分相完，且界面模糊不清晰，萃取也不完全；在 ~ 之間時(shí)，分相清晰且分相速度快，吸光度較大；但當(dāng)用量大于 時(shí)， PEG 相粘度增加，由于鹽效應(yīng)增強(qiáng)，吸光度 不穩(wěn)定，且下層富鹽相渾濁。 故緩沖溶液的用量選擇 。顯色劑的用量選擇 。 表 11 時(shí)間的影響 Table 11 Effect of time 穩(wěn)定時(shí)間 0 5 10 15 29 25 30 35 40 45 A 分光光度法測(cè)定痕量鋅的方法研究進(jìn)展 0 5 10 15 20 25 30 35 40穩(wěn)定時(shí)間A 圖 6 時(shí)間的影響 Fig. 6 Effect of time 確定溶液中配合物的組成，就是求出配合物中金屬離子與配位體的化合比。這也就是說(shuō)在 PEG 相中鋅 (11)與鋅試劑形成的絡(luò)合物的組成為 1： 1。在 此基礎(chǔ)上，從線性關(guān)系及抗干擾能力等方面對(duì)該方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。 0~ g/mL 的范圍內(nèi)符合比爾定律，線性方程為 A=(μ g/mL)+，相關(guān)系數(shù) R=，表現(xiàn)摩爾吸光系數(shù) ε 630nm= l04L/(mol等量的 Cu2+對(duì) Zn2+測(cè)定有正干擾，可加入氟化鈉 酒石酸鉀鈉 硫脈混合掩蔽劑提高 方法選擇性。當(dāng) 300g/LPEG 溶液用量為 、硫酸鈉用量為 、 ，配合物被萃取到 PEG 相，且效果較佳。 參考文獻(xiàn) [1] 張鸞 . 束膠分光光度法測(cè)定食品中的鋅［ J］ .中國(guó)醫(yī)藥指南， 2020， 6(4)： 115 [2] 劉道杰． P NA乳化劑 OP 分光光度法連續(xù)測(cè)定血清中的鋅和銅 ［ J］ ．分析化學(xué)， 1985，3( 8) [3] 吳嚴(yán)亮 ， 陳港 ． 紙張中鋅含量的分光光度測(cè)定法研究 ［ J］．中國(guó)造紙學(xué)報(bào)， 2020， 26(4) [4] 黃永玲 ， 趙會(huì)英 ， 佟馨 ． 用雙硫腙分光光度法測(cè)定鋅血康片中葡萄糖酸鋅含量 ［ J］ ． 1999 [5] 邢福 ， 季大偉 ， 沈頌章 ，等． 分光光度法測(cè)定當(dāng)歸中銅鐵鋅含量的研究 ［ J］ . 微量元素與健康研究 ， 2020， 27(2)： 2930 [6] 趙福岐，許洛，楊志孝，等．分光光度法測(cè)定人發(fā)痕量鋅 ［ J］ ．泰山醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)， 1988，9（ 3） [7] 任建林 ， 周桂花 ， 林楓 等． 葡萄酒中鐵和鋅含量的測(cè)定 ［ J］ . 寧夏大學(xué)化學(xué)工學(xué)院 ， 2020 [8] 司文會(huì)，印天壽．食品分析中微量元素鐵、錳、鋅、銅快速分光光度測(cè)定法 的研究 ［ J］ . 廣東微量元素科學(xué)， 1998， 5(8) [9] 莫 曉 玲． 分 光光度 法 測(cè) 定 有 機(jī) 肥料中 銅 、 鐵 、 鋅 、 錳 含量 ［ J］ 中國(guó)土壤與肥料， 2020 ( 2) [10] 韋星船 ， 周勇強(qiáng) . 分光光度法測(cè)定土壤和污水中的微量鋅 ［ J］ . 化學(xué)世界， 7 [11] Shuanbao Tian， Yongbing Hao， Xuefang Shang . 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