浊点萃取——火焰原子吸收光谱法测定枸杞中的铅毕业论文(编辑修改稿)

浊点萃取——火焰原子吸收光谱法测定枸杞中的铅毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

如温度，电解质等） 引发相分离，将疏水性物质与亲水性物质分离。 同经典的液 液萃取技术相比，该萃取技术具有如下有点：①不使用有毒害的有机溶剂，且使用的表面活性剂量仅为 mg级；②操作简单方便；③应用范围广，萃取效率高，富集因子较大；④易与分析 西华大学本科毕业论文 仪器联用 [11]。 课题的提出 枸杞 当中营养丰富，含有多种对人有益的氨基酸、蛋白质、微量元素等 ，其中含有微量的铅，铅是一种具有蓄积性的有害元素，在自然界中分部极广，易通过水、食物等进入人体，在体内超过一定量即可引起中毒，中毒时对神经系统、肾脏、造血系统等都有明显的损害 [1214]。 为 控制人体铅的摄入量，在食品监督领域中列为重要监测项目。 因此，痕量铅的危害越来越引起人们的关注。 枸杞中Pb 含量较低。 故需与一定的分离富集铅的技术相结合，才能使火焰原子吸收法直接测定。 故而本实验选用了浊点萃取法这一新兴的环保型液 液萃取技术， 有可能为快速简便准确便捷的方法测定 枸杞 当中铅含量提供一种有益尝试。 浊点萃取的原理及特点概述 浊点萃取（ Cloud Point Extraction, CPE）是近年发展起来的一种新型分离技术，主要利用表面活性剂溶液的增溶和分相实现溶质的富集和分离 [15]。 浊点现象引起的相分离最早是由 Watanabe 报道 [16]，他们认为与传统的液 液萃取过程相比，浊点萃取无需使用大量的有机溶剂，易于操作，商业表面活性剂对环境的影响较小而且成本低，能够保护被萃物质的原有特性（如生物大分子的活性） ， 同时能够提供很高的富集率和提取率，是一种新型的环境友好的分离技术，具有很好的工业应用潜力，并有望替代有机溶剂的一种新型分离方法和萃取技术。 尽管 CPE 最初是作为用金属离子的憎水性配合物来富集金属离子的一种方法被提出，但是目前已经被广泛地应用于多个领域。 浊点萃取的增溶机理 表面活性基团是具有亲水端和憎水端的两性分子，当表面活性剂的浓度高于某一极限值（称为临界胶束浓度 CMC）时，表面活性剂单体会自发聚集一起形成亲水基团向外，憎水基团向内的聚集体，即所说的胶束。 胶束内部实际上是液态的碳氢化合物，可以使亲油性强的有机物（微溶于水或不溶于水的有机物）溶解度大大增加，称作表面活性剂溶液的增溶。 西华大学本科毕业论文 当表面活性剂溶液的条件（如温度， pH 等 0 改变后，由于水化层的破坏，而导致胶束聚集数的增加，溶液变混浊，随着富胶束和贫胶束相密度的不同而最终导致相分离。 表面活性剂水溶液在温度变化时因为引发相分离 而突然出现混浊现象时的温度即浊点温度 (CP)。 分相后，一相为表面活性剂富集的凝聚相（表面活性剂的浓度约为 kg/L），另一相为表面活性剂含量很低的水相（胶束浓度约大于等于 CMC）。 增溶于胶束中的疏水性物质随胶束进入凝聚相，亲水性物质则留在水相，可实现疏水性物质的分离与富集。 影响浊点萃取的因素 参照传统萃取的基本特性可以获得影响浊点萃取平衡的主要因素，主要有表面活性剂和被增溶物的结构和浓度、溶液中电解质的种类和浓度、温度以及溶液 pH 值等，对于极性溶质的浊点萃取而言，需考虑辅助增溶剂 的类型和浓度。 非离子表面活性剂在水中的临界胶束浓度较低，易形成胶束，且可以通过与不同长度和功能的基团相结合改变它的性质，是浊点萃取技术使用最早、应用最广泛的表面活性剂。 向非离子表面活性剂溶液中加入盐析型电解质（比如氯化物或硫酸盐），可使胶团中氢键断裂脱水，从而降低浊点温度，如向非离子表面活性剂 C12E10 水溶液中加入硫酸钠，可以使其 CP 降低几度到几十度 [17]；而向非离子表面活性剂水溶液中加入盐溶型电解质，如硫氰化物或硝酸盐，可以使浊点温度升高；亲水性的有机物如脂肪醇、脂肪酸、苯酚和尿素等均能降低 非离子表面活性剂溶液的浊点温度 [18]。 离子型的表面活性剂由于其临界胶束浓度较高，浊点分相后的水相表面活性剂浓度较高，富集倍数及分离效率不高，很少单独用于浊点萃取。 但也有将阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的混合溶液用于浊点萃取的报道 [19]，并在牛血清蛋白的提取中得到了比较好的萃取效果 [20]。 一般而言，胶束的增溶量随非离子表面活性剂分子中疏水基碳氢链链长的增长和氧乙烯链单元数目的增加而增大，随支链和不饱和结构的增多而减小。 对被增溶物而言，脂肪烃和烷基芳烃的增溶量随其碳数的增加而减少，随其不饱和程度 及环化程度的增加而增加，对于多环芳烃，增溶量随分子大小的增加而减小[21]。 向非离子表面活性剂溶液中加入电解质可以改变浊点温度，减小凝聚相体 西华大学本科毕业论文 积并改变主体水相的密度而影响分相速度。 温度的升高通常有利于提高萃取率和富集倍数，但对热敏性溶质必须注意温度升高带来的负面影响，浊点萃取的操作温度一般应高于浊点温 15~20℃ [15]。 对于极性溶质， pH 值会影响其萃取率。 原子吸收分光光度法的原理及特点概述 原子吸收光谱分析又称原子吸收分光光度分析，其是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线（通常是待测元素的特征谱 线）的吸收作用来进行定量分析的一种方法。 由于原子的吸收线比发射线的数目少得多，谱线重叠的概率就小得多，对于原子吸收法，即使和临近谱线分离的不完全，由于空心阴极灯一般并不发射那些临近波长的辐射线，因此其他辐射线干扰较小，故原子吸收法的选择性高，干扰较少且易于克服。 同时由于测定的是大部分基态原子，原子吸收法往往具有较高灵敏度，并且又因为激发态原子数的温度系数显著大于基态原子，故原子吸收法预期笔法设法具有更加信噪比。 也就是说，原子吸收光谱法是特效性、准确度和灵敏度都很好的一种定量分析方法。 由朗伯定律（ Lambert Law），强度为 I0,ν通过原子蒸气后，透过光的强度与原子蒸汽宽度成正比（原子蒸汽中原子密度若一定）即： LKeII   ,0 （ 1） 式中， I 为透过光的强度， L 为原子蒸汽宽度， Kν 为原子蒸汽对频率为 ν的光的吸收系数 当使用锐线光源进行吸收测量时，由式（ 1）及 吸光度 IIA 0lg （ 2） 式中 I0和 I 分别表示 e 频率范围内入射光和透射光的强度 等相关关系有 LkNA 0 （ 3） 西华大学本科毕业论文 即：当时用一个与待测元素同种元素制成的锐线光源时，测得的吸光度与原子蒸气中 待测元素的基态原子数呈线性关系 大多数元素测定时，火焰中基态原子数占绝大多数，基态原子数 N0 可代表吸收辐射的原子总数。 实际测定中因试样中待测元素浓度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比，因此在一定浓度范围和一定火焰宽度 L 的情况下，易得出： ckA  （ 4） 式中 c 为待测元素浓度， k 在一定实验条件下为一常数 此即比尔定律（ Beer Law），及一定实验条件下，吸光度与浓度成正比。 故通过测定吸光度即可求出待测元素的含量。 这即是原子吸收分光光度法的定量基础 [22]。 原子吸收的主要特点是测定灵敏度高，特效性好，抗干扰能力强，稳定性好，适用范围广，可测定 70 多种元素（其他很多非金属元素可采用间接法也可测定）。 加上一起较简单，操作方便，因而原子吸收分析法的应用范围日益广泛。 例如在测定矿物、金属及其合金、玻璃、陶瓷、水泥、化工产品、土壤、食品、血液、生物试样、环境污染物等等试样中的金属元素含 量时，原子吸收法往往是一种首选的定量方法，因而它在分析化学领域内已占重要地位 [23]。 本文的研究即是基于原子吸收的基本方法， 用 PMBP 络合剂与枸杞中的铅进行络合反应富集铅，在利用 Triton X100 的浊点效应 ，后采用火焰原子吸收法测定出铅含量。 西华大学本科毕业论文 2 实验部分 仪器与试药 仪器 表 1 实验仪器 名称 型号 生产厂家 原子吸收分光光度计 AA7003 北京三雄科技公司 北京市东西电子技术研究所 铅空心阴极灯 KY1 北京曙光明电子光源仪器有限公司 电子分析天平 无油气体压缩机 KJBⅡ 天津市利迈豪工贸有限公司 超纯水机 UPKⅡ 20 型 成都超纯科技有限公司 电炉 水浴锅 试药 表 2 实验药品 名称 纯度或等级 生产厂家 枸杞 1. 成都中药材专业市场周氏永 红购销行 浓硝酸 分析纯 成都科龙化工试剂厂 过氧化氢 分析纯 成都科龙化工试剂厂 硝酸铅 分析纯 国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院 无水乙醇 分析纯 成都科龙化工试剂厂 PMBP 试剂 分析纯 成都科龙化工试剂厂 西华大学本科毕业论文 乙炔（配乙炔钢瓶） 分析纯 成都市金克星气体有限公司 醋酸 分析纯 重庆北碚精细化工厂 氢氧化钠 分析纯 成都科龙化工试剂厂 Triton X— 100 分析纯 成都科龙化工试剂厂 PBS 分析纯 成都科龙化工试剂厂 试 液的制备 配制铅标准使用液（ 2 mgL1）： 移液管准确移取 mL 铅标准储备液于 1000 mL 容量瓶中，加纯水定容，静置备用。 配制 HAcNaAc 缓冲溶液： 将醋酸与醋酸钠按一定比例混合，在用 pH 试纸调试其酸碱度。 配制 PMBP 使用液： 称取一定量的 PMBP 粉末，加无水乙醇溶解至无粉末为止，并定溶于 100mL容量瓶中静置备用。 配制 Triton X100 溶液（ 30%）： 量取 Triton X100 溶液 ，在量取浓度 加蒸馏水稀释至 500mL。 实验方法 枸杞的处理 取一定量实验所用的枸杞放入微波炉中烘干 ， 研磨 ， 在称取一定量的样品放入消解罐中，加入适量的浓硝酸溶解，直至枸杞粉末完全溶解后，在加入 30%的过氧化氢溶液，塞好消解罐，放置于通风厨中消解，消解一定时间后取出，做平行样四份。 反应结束，把所得的四份样品溶液混合于 100mL 烧杯中，在置于电 炉上加热，使氮氧化物挥发（避免其影响铅的测定），冷却过滤，讲样品用二次蒸馏水定容于 50mL 的容量瓶中，待用。 同时做样品空白试剂。 取一定量的样品溶液于 10mL 离心管中，依次加入 PMBP 溶液、 Triton X100 西华大学本科毕业论文 溶 液以及 HAcNaAc 缓冲溶液，在用二次蒸馏水稀释至 10mL，摇匀，置于 100℃恒温水浴锅中，加热一段时间后，以 2020r/min 离心一段时间使之分相。 分相之后的溶液在放置于冰浴中冷却至 0℃，使表面活性剂相变成粘滞的液相，然后倾去上层水相，下层的表面活性剂相用 的硝酸溶液溶解。 仪器工作条件 配制铅标准使用液（ 2 mgL1）： 移液管准确移取 mL 铅标准储备液于 1000 mL 容量瓶中，加纯水定容，静置备用。 在此条件下测定仪器的工作条件。 在铅标准使用液条件一定的情况下选择其仪器的工作条件如下： 原子吸收分光光度计预热后其他条件选择仪器默认条件（波长： nm；光谱通带： nm；灯电流： 2 mA；乙炔流量： 2 Lmin1；空气流量： 5 Lmin1），燃烧器高度分别在 2~15 mm 下调节，以测定不同燃烧器高度下 2 mgL1铅标准使用液的吸光度，确定吸光度最大时对应的燃烧器高度。 所得最佳燃烧器高度，其他条件选择仪器默认条件，元素灯电流分别在 1~5 mA 范围内先粗略再精细分两次调节，测定不同元素灯电流下 2 mgL1铅标准使用液的吸光度，确定吸光度最大时对应的元素灯电流。 得 到 最佳燃烧器高度和最佳元素灯电流，其他条件选择仪器默认条件，光谱通带分别在 nm、 nm、 nm、 nm、 nm 五个仪器所限定条件下调节设定，测定不同光谱通带下 2 mgL1铅标准使用液的吸光度，确定吸光度最大时对应的光谱通带。 所得最佳燃烧器 高度、最佳元素灯电流和最佳光谱通带，其他条件选择仪器默认条件，燃气 —— 乙炔流量在 ~min1范围内先粗略再精细分两次调节，测定不同燃助比下 2 mgL1铅标准使用液的吸光度，确定吸光度最大时对应的燃助比。 经文献查得，原子吸收法测定铅元素最常用的波长是 nm 和 nm，其中在 nm 下仪器灵敏度最高，但其基线噪音相对较大。 故实验中主要测试这两个波长下的实际效果。 原子吸收分光光度计预热后调节到前面步骤所得最佳燃烧器高度、最佳元素 西华大学本科毕业论文 灯电流、最佳光谱通带和最佳燃助比，其他条件选择仪器默认条件，分别设定铅元素灯波长为 nm 和 nm，测定在两波长条件下 2 mgL1铅标准使用液的吸光度，确定最优波长。 标准工作曲线的绘制 配制铅标准使用液（ 10 mg。