锌和铜都是人体必需的微量元素,存在于多种酶和蛋白质中。铜是氧化还原体系的一个极有效的催化剂,在人体内主要作用是进行氧化还原反应,缺铜会引起贫血。锌是多种酶的活化中心,缺锌会引起小儿生长停滞和贫血。测定斑秃患者头发中微量铜和锌的含量,对于指导人们的膳食营养,提高人们的健康水平是有意义的。
本文使用多种掩蔽剂联合掩蔽头发中的共存元素:铁、铝、镁、钙、镍、钴、镉、铅、铬、汞、锰等,在非离子表面活性剂OP存在下不经分离,用5-Br-PADAP直接在水相显色,通过测量吸光度测定铜和锌的含量。方法简便快速,相对标准偏差在3%左右,用标准加入法验证,回收率在96%~104%之间。
1实验部分
1.1主要试剂与仪器
7230G型分光光度计(上海分析仪器厂),PHS-WI智能酸度计(杭州万达仪器仪表厂),MRG型高压密封消化罐,石英亚沸提纯器,HJ-1型磁力加热搅拌器。
铜、锌标准溶液:用纯金属配成1g/L贮备液,再稀释至10mg/L的操作液;掩蔽剂:测铜时用200g/L六偏磷酸钠和50g/L的焦磷酸钾,测锌时用100g/L柠檬酸钠、50g/L六偏磷酸钠、0.5g/L铜试剂;表面活性剂:40mmol/L乳化剂OP。缓冲溶液:在酸度计上用1mol/L盐酸把20g/L硼砂溶液的pH调至9.0;显色剂:1.45mol/L5-Br-PADAP的95%乙醇溶液。本实验用水均为去离子水。
1.2实验方法
分别取铜和锌的标准溶液置于50mL烧杯中,用pH计调溶液至pH=9.0后把溶液倒入25mL比色管中,加缓冲溶液5mL、OP溶液2.5mL、显色剂1mL,用水稀释至刻度,摇匀。用1cm比色皿,以试剂作空白分别在558nm、560nm处测铜和锌。
2结果与讨论
2.1条件实验
2.1.1吸收光谱按实验方法进行操作,测得显色剂的最大吸收波长在450nm处,铜络合物的最大吸收波长558nm,锌络合物的最大吸收波长560nm。
2.1.2络合物的稳定性显色剂加入后,不需放置,也不要分离,吸光度瞬时达最大值,且12h内吸光度基本不变,可见络合物相对稳定。
2.1.3pH值的选择按实验方法在不同pH下测量吸光度。实验表明,在pH8~11测铜的结果一致,在pH7~10测锌的结果恒定;在酸性溶液显色不完全,碱性太强时锌水解严重,这都使结果偏低。本实验选择pH=9.0测定铜与锌。
2.1.4干扰元素的掩蔽5_Br_PADAP是一种灵敏度高而选择性较差的显色剂。在不加掩蔽剂时铜、锌、锰、镍、钴、镉、铁、镁等离子都有较高的显色灵敏度,所以欲直接测定其中任一离子,都必须选择合适的掩蔽剂。实验结果表明,测定铜时采用六偏磷酸钠、焦磷酸钾联合掩蔽,测定锌时选用柠檬酸钠、六偏磷酸钠和铜试剂联合掩蔽,可彻底消除头发中其他元素离子的干扰影响(见表1)。
2.1.5标准曲线的绘制准确吸取不同体积的铜、锌标准溶液0.00、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80mL分别置于25mL比色管中,按实验方法进行测定。实验结果表明,存在联合掩蔽剂时,测定的铜在0~37.5mg/L、锌在0~238mg/L内符合Beer定律。以吸光度A为纵坐标,质量浓度ρ(μg/L)为横坐标,绘制标准曲线。可得:ρ铜=3×102A+5.1×102,r=0.9989;ρ锌=0.62×102A+7.4×102,r=0.9986。
2.2样品分析
2.2.1头发的处理准确称取经过洗净烘干的发样(内蒙古蒙医学院附属医院西医皮肤科提供)0.500mg,置于高压密封消化器中,加0.20mLH2O2和0.50mL浓HNO3,置恒温箱中140℃恒温加热4h,冷却后移入10mL比色管中,用无离子水稀释至刻度,摇匀。
2.2.2铜和锌的测定吸取一定量样品消化溶液置于50mL烧杯中,在酸度计上,用2mol/L的NaOH调至pH=9.0,转入25mL比色管中。测铜时依次加入六偏磷酸钠5mL、焦磷酸钾1mL、缓冲溶液5mL、OP溶液2.5mL、显色剂1mL,用去离子水稀释至刻度,摇匀后于波长558nm处用1cm比色皿对试剂空白测量吸光度;测锌时依次加入柠檬酸钠4mL、六偏磷酸钠0.5mL、铜试剂1mL、缓冲溶液3mL、OP溶液3mL,显色剂1mL,用去离子水稀释至刻度,摇匀后于波长560nm处用1cm比色皿对试剂空白测量吸光度。
按2.1.5方法绘制的标准曲线和未加掩蔽剂所绘制的标准曲线相互吻合。
2.3分析结果
按实验方法分析了5名性别相同年龄不同的斑秃患者头发中的微量铜和锌,结果如表2。采用标准加入法测定回收率时,铜的回收率为96%~110%之间、锌的回收率为98%~120%之间,结果见表3。
2.4讨论
(1)本文研究了测定头发中微量铜和锌的直接光度分析方法。该法灵敏度较高,ε铜=1.1×105L·mol-1·cm-1、ε锌=1.4×105L·mol-1·cm-1;在联合掩蔽剂存在下,不需预先富集,也不需要分离干扰离子,样品处理后几分钟内即可得到分析结果;从相对标准偏差和回收率来看,本法的精密度和准确度都相当好,而且灵敏、快速、简易,便于推广应用。
(2)从测得结果看,斑秃患者的头发中锌和铜都比正常人的低。缺锌和铜都会导致人体贫血,贫血患者容易脱头发。测定这些患者血铁表明,他们都明显地缺铁,所以人贫血后会导致脱发。
参考文献:
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