原子吸收光谱法间接测定半胱氨酸.pdf

第33卷第4期2005年8月浙 江 工 业 大 学 学 报JOURNAL OF ZHEJ I AN G UN I V ERSITY OF TECHNOLOGYVol.33 No.4A ug.2005收稿日期:2004212228基金项目:浙江省分析测试基金资助项目(04128)作者简介:刘文涵(1956),男,江苏无锡人,教授,主要从事仪器分析、分析仪器技术、计算机化学及在线检测的教学和科研工作原子吸收光谱法间接测定半胱氨酸刘文涵,张丹,李祖光,黄荣斌,章健(浙江工业大学 化学工程与材料学院,浙江 杭州310032)摘要:利用新生成的ZnS悬浮液与半胱氨酸在碱性条件下,反应生成可溶性半胱氨酸锌络合物,离心分离后用塞曼原子吸收光谱测定溶液中的锌质量浓度即可间接的得到半胱氨酸的含量 研究选择了原子吸收间接测定半胱氨酸的最佳条件和方法,在pH 9.70的2%硼砂底液中于室温下使半胱氨酸试液与新生成的ZnS悬浮液反应25 m in,离心分离后测定上层清液的FAA S响应 在所选定的条件下半胱氨酸测定的线性质量浓度范围为080gmL-1,特征质量浓度为0.718gmL-1,检测限为0.76gmL-1 该法用于样品液中的半胱氨酸测定,其相对标准偏差RSD为0.58%,方法的回收率在97%103%之间 并对测定机理进行了探讨关键词:火焰原子吸收光谱法;半胱氨酸;间接测定;硫化锌中图分类号:O 657.31;Q 517文章标识码:A文章编号:100624303(2005)0420362203Indirect determ ination of cysteine by flame atom ic absorptionspectrometry with ZnSL I U W en2han,ZHAN G Dan,L I Zu2guang,HUAN G Rong2bin,ZHAN G Jian(College of Chem ical Engineering,Zhejiang U niversity of Technology,Hangzhou 310032,China)Abstract:U nder basic condition,freshly generated zinc sulfide suspension can react w ith cysteineand a soluble complex of zinc cysteinate formed.Then,indirect determ ination of cysteine was es2tablished by determ ining the total zinc in solution by Zeeman flame atom ic absorption spectrome2try.The optim ized conditions of indirect determ ination of cysteine were obtained,at pH 9.70,2%N a2B4O7solution,cysteine solution is reacted w ith ZnS at room temperature for 25 m in.U n2der the selected conditions,the line range of the method for determ ining cysteine is 080gmL-1.The characteristic concentration is 0.718gmL-1.The detection lim it is 1.58gmL-1.The method can be used for determ ination of cysteine.A nd the recoveries are 97%103%and the RSD is 0.58%.A t the same time,the mechanism of reaction was discussed.Key words:Flame atom ic absorption spectrometry;Cysteine;Indirect determ ination;ZnS0引言半胱氨酸Cysteine(2-氨基-3巯基丙酸)是一种主要靠人工合成的氨基酸之一,是化妆品、医药、食品等领域的重要原料利用原子吸收光谱间接测定谷氨酸曾有报道123,一般是利用金属铜的化合物如磷酸铜沉淀或其悬浮液与氨基酸反应形成铜络合物,离心沉降后,测定上层清液中的铜含量,来达到间接测定氨基酸的含量的目的,由于该方法所用 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/的磷酸铜的K sp不是很小,因而在测定液中本底铜离子的质量浓度会影响测定,使本底背景含量有所提高本文在硫化锌法原子吸收光谱间接测定谷氨酸426的基础上,试验发现半胱氨酸也能与K sp很小的新生的硫化锌悬浮液反应生成半胱氨酸锌络合物,再离心分离ZnS沉淀后,用火焰原子吸收测定上层清液中的锌含量,进而间接的得到半胱氨酸的含量1实验部分1.1仪器与试剂日立180280型塞曼火焰原子吸收分光光度计;日立牌锌空心阴极灯;H I 9321 M icroprocessor pHM eter(HANNA Instruments)半胱氨酸标准溶液(200gmL-1):精确称取0.020 g半胱氨酸(生化试剂)溶于2mL,0.2molL-1的N aOH溶液,用蒸馏水稀释至100 mL 用时临时配制,不宜放置过长时间氯化锌溶液(2%):称取2.0 g ZnCl2(AR)溶于98 mL蒸馏水中,摇匀硫化钠溶液(3%):称取N a2S(AR)固体3.0 g,溶于97 mL的蒸馏水中,摇匀硼砂溶液(2%,pH=9):称取20克固体硼砂溶于980 mL的蒸馏水中试剂均为AR级或以上,水为离子交换水1.2实验步骤硫化锌悬浮液的制备:取2 mL 2%氯化锌溶液,边搅拌边加入4 mL 3%硫化钠溶液,摇匀后离心分离,倾去上层清液,用6 mL 2%硼砂水溶液将沉淀洗涤两次,加0.3 g固体N aCl,用2%的N a2B4O7溶液将沉淀配成100 mL悬浮液精确移取一定量的半胱氨酸标准溶液或样品溶液于10 mL离心管中,加入1.5 mL ZnS悬浮液,用力振荡均匀,放置25 m in,用离子交换水稀释至6.00mL摇匀,离心分离后,以试剂空白作参比,用塞曼火焰原子吸收测定上层清液中锌的FAA S信号响应2结果与讨论2.1半胱氨酸的测定原理利用半胱氨酸根在一定条件下与硫化锌中的锌发生络合反应,定量地形成络合物,再将溶液中多余的硫化锌沉淀分离,测定上层清液中的锌含量,即可以间接的测定半胱氨酸的含量经初步试验表明,在碱性条件下半胱氨酸根可以从硫化锌中夺取锌,形成更稳定的可溶性半胱氨酸锌络合物,因而可以采用硫化锌来进行半胱氨酸的间接测定2.2塞曼原子吸收仪器工作条件选择经过试验和选择,仪器的最佳工作条件列于表1测定表明锌离子在03gmL-1的质量浓度范围内与吸光度呈良好的线性关系,线性回归方程为A=0.178 4C+0.008 5线性相关系数为r=0.998 4表1塞曼原子吸收测定条件元素波长?nm灯电流I?mA狭缝?nm燃烧器高度h?mm空气压力p?M Pa乙炔压力p?M PaZn213.97.51.37.50.1860.0342.3反应酸度的影响用不同的pH的缓冲溶液进行半胱氨酸锌的形成试验,结果见图1 由于ZnS在pH 7时会发生溶解,因而只能在碱性溶液中进行考察随着pH的增大,吸光度响应随之增大,在pH=9.7时达到最大值,表明此时形成了半胱氨酸锌的可溶性络合物,可以用于间接测定故选择以2%的N a2B4O7溶液作为ZnS悬浮液和半胱氨酸络合反应的底液图1不同pH对半胱氨酸锌的影响2.4ZnS用量的影响分别吸取0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6 mL的ZnS悬浮液和0.2 mL半胱氨酸溶液(200gmL-1)于10 mL离心管中,摇匀,放置反应20 m in后,用2%硼砂溶液稀释至6 mL,离心分离10m in后取出 吸取上层清液测定其吸光度信号,结果如图2所示 可以看出随着ZnS加入量的增加吸光度值也增加,到1.3 mL后达到最大值并趋于恒定,选择1.5 mL作为ZnS的用量2.5反应时间的影响于室温下测定了0.2 mL半胱氨酸标准溶液与1.5 mL ZnS悬浮液的反应时间对测定值的影响,如图3所示结果表明反应时间在020m in时,溶液中的锌吸光度有些波动,反应在20 m in后基本达到稳定值,表明络合反应基本达到平衡 选择25m in363第4期刘文涵,等:原子吸收光谱法间接测定半胱氨酸 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/已能满足测定的需要图2ZnS加入量与吸光度关系图3反应时间与吸光度关系2.6反应温度的影响试验了从室温20到75 时,不同温度下的络合反应后的响应值,结果表明反应温度对响应值几乎没有影响因而实验选择室温作为反应温度2.7半胱氨酸的标准工作曲线在选定的仪器工作条件和室温下,以2%的N a2B4O7溶液为底液,ZnS悬浮液加入量为1.5mL,再加入不同量的半胱氨酸,用水稀释至6.00 mL摇匀,络合反应时间25 m in,离心分离后,以试剂空白作参比,用塞曼火焰原子吸收测定上层清液中锌的FAA S吸收值,得到不同浓度下的半胱氨酸的标准工作曲线,如图4所示从图4可以看出测定半胱氨酸的线性工作范围在080gmL-1内,其线性回归方程为A=0.006 4C+0.000 2,相应的线性相关系数为r=0.998 6,特征质量浓度为0.718gmL-1,检测限为0.76gmL-1图4半胱氨酸工作曲线2.8共存离子的影响试验了Fe3+,Ca2+,K+,M n2+,SO42-共存时在一定量情况下不产生干扰2.9样品分析取普通自来水配制成的模拟样品,经稀释后按选定条件进行测定,结果列于表2 其回收率在97.4%102.6%之间和RSD=0.58%,总体表明,该方法可以用于半胱氨酸的测定表2样品测定结果(n=7)测得值C?(gmL-1)平均值C?(gmL-1)相对标准偏差S r?%加入量C?(gmL-1)回收量C?(gmL-1)回收率R?%39.6640.2840.1319.9739.97-40.00-0.58-41.3339.0037.66-40.2540.0037.69-97103101-2.10反应机理硫化锌在水溶液中存在平衡:ZnS=Zn2+S2-,而半胱氨酸在一定的碱性溶液中以半胱氨酸根形式存在,存在以下平衡:半胱氨酸半胱氨酸根+H+(1)生成的半胱氨酸根与ZnS中解离出的Zn2+在碱性条件下反应生成更加稳定的碱式半胱氨酸锌可溶性络合物2半胱氨酸根+Zn2+2OH-碱式半胱氨酸锌络合物(2)在所选定的条件下测定溶液中的总锌离子的质量浓度,由于硫化锌的K sp很小溶液中的锌离子的本底质量浓度很低,约在10-7gmL-1,对测定不会带来影响,溶液中的总锌质量浓度可以看成仅仅是半胱氨酸根与锌离子反应生成的,测定其质量浓度即可间接的得到测定半胱氨酸的质量浓度参考文献:1孙智敏,张德强,孙汉文.火焰原子吸收法间接测定调味品中的谷氨酸J.分析仪器,2000,(3):33235.2李尚德,李移,莫丽儿,等.谷氨酸锌的合成最佳条件研究J.广东微量元素科学,2001,8(12):54257.3杨光,郎惠云.原子吸收光谱法在药物分析中的应用及进展J.分析科学学报,2000,16(1):76280.4刘文涵,陆国权,金美梅,等.甘薯中微量钙铁的原子吸收分光光度法测定J.分析测试学报,2001,20(5):85287.5刘文涵,单伟光,高云芳,等.硫化锌法原子吸收间接测定谷氨酸络合反应的机理研究J.光谱学与光谱分析,2003,23(6):119121193.6刘文涵,章庆新,张清义,等.谷氨酸的硫化锌法原子吸收光谱间接测定J.分析测试学报,2003,22(4):58260.(责任编辑:陈石平)463浙 江 工 业 大 学 学 报第33卷 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/