【正文】 法具有數(shù)學(xué)模型簡單，計算方便，測定準(zhǔn)確度較高的優(yōu)點。在此基礎(chǔ)上，本文也對恒電位滴定時工作電位的選擇標(biāo)準(zhǔn)進行了一定的總結(jié)。 Multivariate calibration1 緒論　滴定計算分析理論和運用　　　電位分析法　　利用物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)進行分析的一大類分析方法統(tǒng)稱為電化學(xué)分析法?！　、齐娢坏味ǚā　‰娢坏味ǚǖ幕驹硎牵簩⒅甘倦姌O、參比電極與待測溶液組成工作電池，用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測溶液，測定滴定過程中加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和工作電池的電動勢，并以此為依據(jù)確定滴定終點?！　〉味ㄓ嬎惴治龇ǖ幕舅悸肥牵菏紫纫罁?jù)溶液中的若干平衡（包括滴定數(shù)據(jù)、滴定劑濃度、待測離子濃度及適當(dāng)常數(shù)）導(dǎo)出某個確實的數(shù)學(xué)模型。其后這種實驗方法逐漸受到重視，其理論亦不斷趨于完善?！　「鶕?jù)選?。‥，V）或（pH，V）值數(shù)量和方式上的差異，控制體積滴定法又可分為線性滴定法、單點滴定法和兩點滴定法三種?！　、诰€性滴定法的應(yīng)用　　目前，線性滴定法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各類物質(zhì)含量的測定中。事實上，對于某些較簡單的情況，如進行單組分酸的測定時，采用較少的滴定點，利用適當(dāng)?shù)姆椒?，仍能得到較為滿意的實驗結(jié)果?！　?974年，Ivaska首先提出了單點滴定法，首先設(shè)定一定的數(shù)學(xué)模型，然后在若干標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入一定體積的滴定劑，通過讀取溶液的電位值，從而求出模型中的各項系數(shù)，其后再對待測溶液進行測定，將測得的電位值代入計算模型，從而確定其含量?！　、軉吸c滴定法和兩點滴定法的應(yīng)用　　目前，不少研究者已經(jīng)對于單點滴定法、兩點滴定法進行了較為深入的研究和應(yīng)用，尤其是對于少量組分藥物中主成分的含量測定，已有報道的如鹽酸雷尼替丁、鹽酸曲馬多、奧沙普秦、維生素B6等，均得到了相當(dāng)準(zhǔn)確的實驗結(jié)果[13] [24]。相對于后者，恒電位滴定法有著簡潔而統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型，實驗中無須對電極進行嚴(yán)格校正，也無須預(yù)知待測物質(zhì)的反應(yīng)常數(shù)，因而具有相當(dāng)高的理論和實際應(yīng)用價值，并且越來越受到研究者的重視?！　、瓶刂齐娢坏味ǚǖ臏y定步驟　　根據(jù)控制電位滴定法的數(shù)學(xué)模型可知，其實驗操作步驟大致可分為兩個階段?！　∫话愣?，選擇一個工作電位僅可用于測定單組分物質(zhì)的濃度，因而控制電位滴定法通常需選取多個工作電位進行多組分混合物質(zhì)的測定?！　　　　D11　吸收光譜　　　　　　　　　　　　圖12　滴定波譜　　滴定波譜的引入，對于恒電位滴定分析法有著相當(dāng)大的指導(dǎo)意義?！　〈送?，隨著滴定計算分析研究的不斷發(fā)展，這項分析方法也逐步開始應(yīng)用于配位滴定、沉淀滴定等體系。本文所討論的氨基酸，如非特別注明亦均為α氨基酸。結(jié)合研究的目的和需要，本文主要介紹兩種氨基酸的分類方法?！　〈送?，一般而言極性氨基酸在水中的溶解度大于非極性氨基酸，因而更有利于實驗操作?！　《^非必需氨基酸并非是人體不需要的氨基酸，只是這些氨基酸可以通過人體自身合成或由其他氨基酸轉(zhuǎn)化而成，并非以食物為惟一的獲取途徑。此外，精氨酸和組氨酸人體雖然也能合成，但是由于存量不足，若長期得不到補充也將導(dǎo)致負(fù)氮平衡?！　、虐被嶙鳛闋I養(yǎng)劑的應(yīng)用　　營養(yǎng)劑是氨基酸類物質(zhì)作為藥物的主要應(yīng)用形式?！　、前被岬目鼓[瘤作用　　高濃度的氨基酸（5mol/L），如精氨酸、酪氨酸和色氨酸，對肝癌和肺癌細(xì)胞有抑制作用；動物飼料中增加10%的精氨酸可以有效地抑制二甲苯胺的化學(xué)致癌作用?！　??！　〗Y(jié)合電位滴定法的特點，用檢測方法對第三類藥物進行含量分析存在理論上的可能性，同時也具有廉價、便捷和精確度較高等優(yōu)勢?！　、瓢被岱治黾夹g(shù)的分類　　氨基酸分析，按分離方法可分為紙色譜法、離子交換法、反相高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳法、薄層色譜法、氣相色譜法等；按檢測分析方法可分為化學(xué)分析法、電化學(xué)分析法（包括電導(dǎo)檢測、安培檢測）、分光光度法（包括可見分光光度法、紫外分光光度法和熒光分光光度法）等；按衍生反應(yīng)的先后，可分為柱前衍生和柱后衍生法[29]。準(zhǔn)確度差，終點較難以掌握。電化學(xué)分析法電導(dǎo)檢測法、安培檢測法等對于胱氨酸、半胱氨酸、酪氨酸等電活性的氨基酸，可直接測定每組分氨基酸的含量。分光光度法可見／紫外／熒光分光光度法通過使氨基酸分子中的氨基、羧基或其他活性基團與衍生劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有可見光、紫外生色團或能產(chǎn)生熒光的衍生反應(yīng)產(chǎn)物，并以相關(guān)檢測儀器測定單組分氨基酸的含量。薄層色譜法常用硅膠等薄層板及相應(yīng)的展開劑對氨基酸進行分離，然后分開采用紫外、熒光或可見光光度法進行檢測。高效能、選擇性好、靈敏度高、操作簡單，且成本較低。靈敏度不高，并且需要雙波長檢測。溶劑消耗少、分析速度快、絕對靈敏度高。自1958年首臺氨基酸分析儀誕生起，傳統(tǒng)的氨基酸分析儀器采用的均為柱后衍生高效陽離子交換色譜（HPCEC）法?！　τ诎被岱治鲋幸恍┖唵蔚臏y定任務(wù)，如總酸度和氨基酸態(tài)氮的總量等的分析，完全可以通過自動電位滴定儀完成測定，并保障較高的準(zhǔn)確度。根據(jù)本實驗的測定對象，在進行單組分測定時，恒電位滴定法的一般數(shù)學(xué)模型在每一個工作電位均可表示為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑵其中，Vi為達到工作電位時消耗的滴定劑體積；c為該氨基酸的物質(zhì)的量濃度； k項均為常數(shù)。　　　恒電位測定（DET）　　配制若干濃度配比不同的待測物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液，在得到相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)后，通過MATLAB編程進行解析，求出每個工作電位下的各項k值?！　潆x子選擇性電極內(nèi)盛放著一定濃度HCl溶液（內(nèi)參比溶液），插入銀—氯化銀電絲（內(nèi)參比電極），電極玻璃泡下端是一層特素的玻璃膜（電極膜）。作為滴定劑。以此溶液作為絲氨酸溶液的母液，根據(jù)需要再配制成其它濃度的絲氨酸溶液。以此溶液作為組氨酸溶液的母液，根據(jù)需要再配制成其它濃度的組氨酸溶液。以此溶液作為谷氨酸溶液的母液，根據(jù)需要再配制成其它濃度的谷氨酸溶液?！　　　　∮昧客卜Q取2mL濃度為37%的鹽酸，轉(zhuǎn)移至1L的容量瓶中，并用蒸餾水稀釋至1L。表31　氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制氨基酸濃度（mol/L）加入氨基酸母液的體積（mL）硝酸鈉溶液（mL）蒸餾水（mL）103103103103103表32　絲氨酸待測溶液的配制氨基酸濃度（mol/L）加入氨基酸母液的體積（mL）硝酸鈉溶液（mL）蒸餾水（mL）103103103103103　　　谷氨酸、絲氨酸（組氨酸）混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測溶液的配制　　、組氨酸和谷氨酸為母液，分別配制濃度比為1：，1：，1：0，0：1，：1，：1的谷氨酸、絲氨酸（組氨酸）兩組分混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度比為1：，1：，1：1，：1，：1的谷氨酸、絲氨酸（組氨酸）兩組分混合氨基酸待測溶液，具體配制方法可參看表33，表34。calc　　　氨基酸溶液等體積測定時的參數(shù)設(shè)定Parameters:　　Titration parameters:　　　　V step　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Signal drift　　　　　　　　OFF mV/min　　　　　　　　　　　 40s　　　　Start V　　　　　　　　　　 OFF　　　　Pause　　　　　　　　　　　 0s　　　　Temperature: 　　　　　　　 22℃　　Stop conditions:　　　　Stop V　　　　　　　　　　　abs.　　　　Stop V　　　　　　　　　　　20mL　　　　Stop U　　　　　　　　　　　OFF　　　　Stop EP　　　　　　　　　　 9　　　　Filling rate　　　　　　　　　　　恒電位滴定氨基酸溶液時的參數(shù)設(shè)定Parameters:　　Titration parameters:　　　　　　　　　　　4　　　　.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　Signal drift　　　　　　　　 0mV/min　　　　Equilibr. Time　　　　　　　 40s　　　　Start V　　　　　　　　　　　OFF　　　　Pause　　　　　　　　　　　　0s　　　　Temperature　　　　　　　　　22℃　　Stop conditions:　　　　Stop V　　　　　　　　　　　 abs.　　　　Stop V　　　　　　　　　　　 20mL　　　　Stop U　　　　　　　　　　　 mV　　　　Stop EP　　　　　　　　　　　9　　　　Filling rate　　　　　　　　 　　Evaluation:　　　　EPC　　　　　　　　　　　　　5　　　　EP recognition　　　　　　　 all　　　　Fix EP1 at U　　　　　　　　 mV　　　　Fix EP2 at U　　　　　　　　 mV　　　　Fix EP3 at U　　　　　　　　 mV　　　　Fix EP4 at U　　　　　　　　 mV　　　　Fix EP5 at U　　　　　　　　 mV　　　　Fix EP6 at U　　　　　　　　 mV　　　　Fix EP7 at U　　　　　　　　 mV　　　　Fix EP8 at U　　　　　　　　 mV　　　　Fix EP9 at U　　　　　　　　 mV　　　　PK/HNP　　　　　　　　　　　 OFF其中，工作電位的選取需由等體積測定的結(jié)果所決定，對于不同的氨基酸溶液都不盡相同。圖31　氫氧化鈉滴定絲氨酸溶液的平衡時間曲線圖32　氫氧化鈉滴定組氨酸溶液的平衡時間曲線圖33　氫氧化鈉滴定谷氨酸溶液的平衡時間曲線　　從圖中可以看到，在氫氧化鈉滴定氨基酸溶液的過程中，溶液的電位可以很快達到平衡，在40s秒后，電位變化是極其微弱的，變化不足1mV，而儀器測量電位的最小單位為1mV，因而我們可以認(rèn)為，氫氧化鈉與氨基酸溶液的作用在40s內(nèi)就已經(jīng)達到平衡?！　　『汶娢坏味ǚy定絲氨酸的含量　?、殴ぷ麟娢坏倪x取　　103 mol/L，103 mol/L，103 mol/L絲氨酸溶液，采用798 MPT型全自動滴定儀進行等體積滴定。表35　氫氧化鈉滴定絲氨酸溶液的工作電位選取12345678980mV95mV110mV125mV140mV155mV170mV185mV200mV　　⑵恒電位滴定法測定絲氨酸溶液的含量　　根據(jù)表31配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以氫離子選擇性復(fù)合電極為工作電極，在攪拌的情況下，采用798 MPT型全自動滴定儀進行恒電位滴定?！　、墙z氨酸溶液濃度的計算　　采用MATLAB程序，對實驗中獲得的消耗滴定劑體積的數(shù)據(jù)進行最小二乘擬合計算，從而對未知樣品的濃度進行計算。具體的電位選擇情況如表36?！　∮纱藙t可得5組組氨酸待測溶液在9個工作電位下消耗氫氧化鈉滴定劑體積的數(shù)據(jù)。圖36　谷氨酸溶液的等體積測定曲線　　根據(jù)3條等體積滴定曲線的形態(tài)，依照取點均勻，體積適當(dāng)?shù)脑瓌t，我們在140mV～180mV的電位范圍內(nèi)選擇了9個工作電位，以進行下一步的恒電位測定?！　「鶕?jù)表34配制的待測溶液，以氫離子選擇性復(fù)合電極為工作電極，在攪拌的情況下，采用798 MPT型全自動滴定儀進行恒電位滴定。　　經(jīng)過等體積測定，得到的3條等體積滴定曲線如圖37?！　∮纱藙t可得5組絲氨酸、谷氨酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液在9個工作電位下消耗氫氧化鈉滴定劑體積的數(shù)據(jù)?！　　『汶娢坏味ǚy定谷氨酸、組氨酸混合氨基酸的含量　?、殴ぷ麟娢坏倪x取　　根據(jù)表33配制的1：，1：1，：1，：1以及1：、組氨酸混合溶液，采用798 MPT型全自動滴定儀進行等體積滴定。表39　氫氧化鈉滴定谷氨酸、組氨酸混合溶液的工作電位選取12345678995mV100mV105mV110mV115mV120mV125mV130mV135mV　?、坪汶娢坏味ǚy定谷氨酸、組氨酸混合溶液的含量　　根據(jù)表33配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以氫離子選擇性復(fù)合電極為工作電極，在攪拌的情況下，采用798 MPT型全自動滴定儀進行恒電位滴定?！　、枪劝彼?、組氨酸混合溶液濃度的計算　　采用MATLAB程序，對實驗中獲得的消耗滴定劑體積的數(shù)據(jù)進行最小二乘擬合計算，從而對未知樣品的濃度進行計算。具體的電位選擇情況如表310?！　∮纱藙t可得5組絲氨酸、組氨酸混合待測溶液在9個工作電位下消耗氫氧化鈉滴定劑體積的數(shù)據(jù)。表42　組氨酸待測溶液的測定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)值(mol/L)測量值(mol/L)誤差(%)103103 103103103103 103103 103103　　　谷氨酸的測定結(jié)果　　由表32所配制谷氨酸溶液，對實驗數(shù)據(jù)進行處理后，可求得各待測溶液中絲氨酸的濃度，如表43。表45　組氨酸、谷氨酸待測溶液的測定結(jié)果組　　氨　　酸谷　　氨　　酸標(biāo)準(zhǔn)值(mol/L)測量值(mol/L)誤差(%)標(biāo)準(zhǔn)值(mol/L)測量值(mol/L)誤差(%)104104103103104