全 文 :
第36卷 第4期
2015年8月
青 岛 科 技 大 学 学 报(自然科学版)
Journal of Qingdao University of Science and Technology(Natural Science Edition)
Vol.36No.4
Aug.2015
文章编号:1672-6987(2015)04-0368-05;DOI:10.16351/j.1672-6987.2015.04.003
流动注射-化学发光抑制法测定
三叶青中痕量山奈酚
刘 彬1,张 强2,3*,李爱民1
(1.湖北省环境监测中心站,湖北 武汉430072;2.湖北省环境科学研究院,湖北 武汉430072;
3.湖北省浠水县环境保护局,湖北 浠水438200)
摘 要:基于在碱性介质中,山奈酚对钴铁氧体催化鲁米诺产生化学发光有明显的抑制
作用,建立一种测定痕量山奈酚的流动注射-化学发光分析方法。考察了鲁米诺浓度、钴
铁氧体浓度、反应介质以及pH值对化学发光体系测定山奈酚的影响,同时做多种共存物
质对测定的干扰试验。在优化的试验条件下,该分析方法的线性范围5×10-9~1×10-6
g·mL-1,检出限2.8×10-9 g·mL-1,对浓度为5×10-8 g·mL-1山奈酚平行测定11
次,其相对标准偏差为2.9%。该方法用于三叶青中痕量山奈酚含量的测定,回收率为
91%~107%。
关键词:流动注射;化学发光;三叶青;山奈酚
中图分类号:O 65 文献标志码:A
Determination of Trace Kaempferol in Tetrastigme Hemsleyanum
by Flow Injection-Inhibited Chemiluminescence
LIU Bin1,ZHANG Qiang2,3,LI Ai-min1
(1.Hubei Environmental Monitoring Central Station,Wuhan 430072,China;
2.Hubei Academy of Environmental Science,Wuhan 430072,China;
3.Xishui Environmental Protection Bureau,Xishui 438200,China)
Abstract:The analytical method of kaempferol based on its inhibited effect on the chemi-
luminescence generated from the luminol-CoFe2O4reaction in alkaline medium.The in-
fluences of experiment including the concentration of luminol,CoFe2O4,reaction medi-
um and pH were investigated.Subsequently,the effects of various foreign species on
the determination of kampeferol were studied.Under the optimum conditions,the dy-
namic linear ranges of kaempferol was 5×10-9—1×10-6g·mL-1 with a detection limit
of 2.8×10-9g·mL-1.The relative standard deviation(RSD)of 11determinations for
5×10-8g·mL-1 kaempferol is 2.9%.The analytical method was applied to determine
the content of kaempferol in Tetrastigme hemsleyanum with satisfactory results that the
recovery was 91%—107%.
Key words:flow injection;chemiluminescence;Tetrastigme hemsleyanum;kaempferol
收稿日期:2014-05-01
作者简介:刘 彬(1987—),女,助理工程师. *通信联系人.
第4期 刘 彬等:流动注射-化学发光抑制法测定三叶青中痕量山奈酚
中 药 三 叶 青 (Tetrastigma hemsleyanum
Diels et Gilg)是葡萄科崖爬藤属植物三叶崖爬藤
的块根或全草,又名三叶对、三叶扁藤、蛇附子、破
石珠、雷胆子、金丝吊葫芦、丝线吊金钟等,主要分
布在长江流域一带。山奈酚别名3,4′,5,7-四羟
基黄酮,属于黄酮醇类化合物,分子式C15H10O6,
是三叶青药用成分中的主要有效成分[1],具有抗
癌、抗癫痈、抑制生育、抗炎、抗溃疡、解痉、利胆、
利尿、止咳等生理活性功能[2-4]。目前已见报道的
测定山奈酚的方法主要有高效液相色谱法[5]、毛
细管电泳法[6]、GC-MS法[7]、化学发光法[8]以及
高效液相色谱化学发光法[9-10]等。其中,化学发
光法由于具有灵敏度高、线性范围宽、仪器简单和
操作方便等优点而引起人们的重视,但目前尚未
见用抑制化学发光法测定山奈酚的文献报道。在
碱性介质中,钴铁氧体能够催化鲁米诺产生化学
发光,当加入含有羟基、氨基、巯基基团的还原性
化合物后,这些化合物可强烈吸附在钴铁氧体的
表面,从而降低其催化性能。山奈酚是黄酮醇类
化合物,具有抗氧化性,因此对钴铁氧体催化鲁米
诺产生化学发光有明显抑制作用,其化学发光抑
制值的对数与山奈酚浓度的对数有良好的线性关
系。据此原理本工作建立起一种采用流动注射技
术测定痕量山奈酚的化学发光分析方法,并考察
鲁米诺浓度、钴铁氧体浓度和反应介质pH 对山
奈酚测定的影响,同时作干扰试验。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
多功能化学发光/生物发光分析系统(光电倍
增管负高压-600V,增益×1),MCFL-A型,西安
瑞迈电子科技有限公司;蠕动泵(30r·min-1),上
海仪表电机厂;酸度计,pHS-3D型,上海精密科
学仪器有限公司。
鲁米诺溶液:准确称取鲁米诺0.172 2g,用1
mmol·L-1氢氧化钠溶液溶解并定容至1 000
mL,配制得到1mmol·L-1贮备液,需用时用
V(Na2CO3)∶V(NaHCO3)=8∶1(均为0.1mol·
L-1)缓冲溶液稀释至所需浓度;磁纳米粒子钴铁
氧体水溶液(质量分数7.5×10-6):按照Tourin-
ho等[11]的研究方法合成,然后用质量分数1.5%
钴铁氧体储备液逐级稀释至所需浓度;1×
10-3 g·mL-1山奈酚储备液(98.3%,陕西慧科
植物开发有限公司):称取一定量的山奈酚用适量
0.01mol·L-1 NaOH 溶解后,用水稀释定容。
实验所用试剂均为分析纯,水为超纯水。
1.2 实验方法
1.2.1 化学发光的测定
鲁米诺-钴铁氧体化学发光体系流程图见图
1。体系由4条泵管分别载入鲁米诺溶液、钴铁氧
体溶液、山奈酚溶液和超纯水。开启蠕动泵,以超
纯水为载流,待基线稳定后进样,注入钴铁氧体磁
纳米粒子溶液,分别测量空白溶液发光值I0 和样
品溶液发光值IS,化学发光强度降低值用(I值表
示(ΔI=I0-IS),以ΔI进行定量[12-14]。
图1 鲁米诺-钴铁氧体化学发光体系检测流程图
Fig.1 Schematic diagram of luminol-CoFe2O4system
1.2.2 标准曲线的绘制
准确移取一定体积的山奈酚标准溶液于25
mL具塞比色管中,配制成浓度为5×10-9~1×
10-6 g·mL-1范围的系列标准溶液,按图1所示
流路进行化学发光测定。在选定的条件下,分别
记录空白溶液的发光值I0 以及样品溶液的发光
值IS,以化学发光强度的降低值ΔI的对数值为
纵坐标,山奈酚对应浓度c的对数为横坐标绘制
标准曲线。
2 结果与讨论
2.1 化学发光动力学曲线
在碱性条件下,鲁米诺在钴铁氧体磁纳米粒
子氧化物模拟酶的催化作用下与溶解氧可产生很
强的发光。因此在山奈酚1×10-7 g·mL-1、鲁米
诺3×10-6 mol·L-1和钴铁氧体质量分数7.5×
10-6的条件下,测定山奈酚对鲁米诺-钴铁氧体化
学发光体系的影响。实验发现,山奈酚的加入对
鲁米诺-钴铁氧体化学发光体系有很强的抑制作
用,其化学发光抑制曲线见图2。由图2可知,当
未加入山奈酚时,化学发光从注入磁纳米粒子到
最大发光强度所需要时间为0.1s,随即迅速衰减
到基线。当加入山奈酚后,化学发光反应动力学
曲线与前者基本相似,但发光强度大大降低。由
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青 岛 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第36卷
此可见,山奈酚对鲁米诺-钴铁氧体化学发光体系
的抑制作用过程仍属快发光。
1.鲁米诺-钴铁氧体发光强度,
2.鲁米诺-钴铁氧体-山奈酚发光强度。
图2 流动注射化学发光动力学曲线
Fig.2 Kinetic characteristics of chemiluminescence system
2.2 实验条件优化
2.2.1 介质pH值的影响
选取 NaHCO3-Na2CO3 缓冲溶液为反应介
质[15],并在山奈酚5×10-8 g·mL-1、鲁米诺1×
10-5 mol·L-1和钴铁氧体质量分数1.5×10-6
的条件下考察缓冲溶液pH值的变化对山奈酚抑
制信号的影响,结果见图3。由图3可见,在NaH-
CO3-Na2CO3 缓冲溶液中,抑制信号较强,测定的灵
敏度较高。ΔI值随pH值增加而增加,当pH值达
11.6后发光抑制信号增强平缓,随后再增大pH时
基线变大,峰形变差,所以本工作选择pH为11.6
的NaHCO3-Na2CO3 缓冲溶液作为反应介质。
图3 pH对化学发光强度抑制值的影响
Fig.3 Effect of pH onΔI
2.2.2 鲁米诺浓度的影响
鲁米诺作为发光试剂,在一定浓度范围内可
影响化学发光强度的变化。因此在pH 为11.6、
山奈酚5×10-8 g·mL-1和钴铁氧体1.5×10-6
(质量分数)的实验条件考察在1×10-7~1×
10-4 mol·L-1浓度范围的鲁米诺对化学发光强
度抑制值的影响,结果见图4。由图4可见,随着
鲁米诺浓度的增大,体系的化学发光强度抑制值
随之增大,当鲁米诺浓度为3×10-6 mol·L-1时,
发光强度抑制值最大,灵敏度最高。而后继续增
大鲁米诺浓度时,化学发光强度抑制值降低。故
本工作中选用鲁米诺浓度为3×10-6 mol·L-1。
图4 鲁米诺浓度对化学发光强度抑制值的影响
Fig.4 Effect of luminol concentrations onΔI
2.2.3 钴铁氧体质量分数的影响
在pH为11.6、山奈酚5×10-8 g·mL-1和鲁
米诺3×10-6 mol·L-1的实验条件下考察质量分
数1.5×10-8~1.5×10-5浓度范围的钴铁氧体溶
液对化学发光强度抑制值的影响,结果见图5。
由图5可见,随着钴铁氧体浓度的增加,化学发光
强度陡增,当钴铁氧体质量分数增加到7.5×
10-6时,增加幅度趋于平缓,故本实验中选择
7.5×10-6作为钴铁氧体的最佳质量分数。
图5 钴铁氧体浓度对化学发光强度抑制值的影响
Fig.5 Effect of CoFe2O4concentrations onΔI
2.3 工作曲线、检出限及精密度
在上述最佳实验条件下,以山奈酚浓度对数
值(lgc)与化学发光强度抑制值ΔI对数值(lgΔI)
做山奈酚的标准曲线图,结果见图6。由图6可
见,山奈酚浓度在5×10-9~1×10-6 g·mL-1范
围内的对数值(lgc)与化学发光强度的抑制值ΔI
的对数值(lgΔI)呈良好的线性关系,其线性回归方
程为lgΔI=5.22+0.56lgc(n=9,R2=0.991 3),
方法的检出限为2.8×10-9 g·mL-1。在优化的
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第4期 刘 彬等:流动注射-化学发光抑制法测定三叶青中痕量山奈酚
实验条件下,采用该方法对浓度为5×10-8 g·
mL-1的山奈酚样品进行11次平行测定,相对标
准偏差(RSD)为2.9%。
图6 山奈酚标准曲线图
Fig.6 Standard curve of kaempferol
2.4 干扰实验
实验中还考察了各种共存物质对测定5×
10-8 g·mL-1山奈酚的干扰情况,结果见表1。
由表1可知,Ca2+、Na+、K+、Cl-的存在均不干扰
山奈酚的测定,而金属离子和还原性有机物、多羟
基化合物对本化学发光体系影响较大,鉴于实验
所考察的干扰离子在实际样品中一般含量极低,
因此考虑本方法可用于实际样品的分析。
2.5 样品分析
参照王书民等[8]的样品处理方法配制三叶青
样品5份,采用HPLC作为标准方法测定样品中
表1 共存物对山奈酚测定的影响
Table 1 Effects of coexisting substances on determination
干扰物质
允许
倍数
相对
偏差/%
干扰物质
允许
倍数
相对
偏差/%
NaCl 1 000 +4.6 Na2S2O3 1 -7.3
KCl 1 000 +5.1 葡萄糖 0.1 -8.1
CaCl2 1 000 +4.3 麦芽糖 1 +4.8
KI 1 +2.8 淀粉 1 +6.8
PbNO3 20 +4.0 尿素 1 +4.5
AlCl3 5 +3.3 环糊精 0.1 -0.6
NiSO4 5 +1.6 丙氨酸 1 -3.2
ZnCl2 1 -2.5 谷氨酸 1 +5.4
MnCl2 0.1 -2.1 半胱氨酸 1 +1.8
FeCl3 0.1 -1.8 甘氨酸 1 +4.8
NH4Cl 100 -3.7 络氨酸 1 -1.1
CrCl3 0.1 -4.0
山奈酚成分含量,甲醇-0.2%磷酸(V∶V=50∶50)
为流动相,流速1.0mL·min-1,检测波长为360
nm[16],记录结果为标准值。然后分别在5份三叶
青样品中加入山奈酚2.0×10-8 g·mL-1,用本方
法测定山奈酚含量,记录结果为测得值,计算回收
率,结果见表2。由表2可见,方法的加标回收率为
91%~107%,回收结果较好,方法可行,可以用于
准确测定三叶青样品中的痕量山奈酚。
表2 三叶青中山奈酚含量测试结果
Table 2 Determination of kaempferol in Tetrastigme hemsleyanum
样品编号 标准值/(10-8 g·mL-1) 加入值/(10-8 g·mL-1) 测得值/(10-8 g·mL-1) 相对偏差/% 回收率/%
1 3.2 2.0 5.1 2.3 97
2 3.1 2.0 5.3 1.6 106
3 3.2 2.0 4.9 1.4 91
4 3.0 2.0 4.8 3.3 93
5 3.0 2.0 5.2 1.7 107
3 结 论
建立了一种测定痕量山奈酚的化学发光方
法,在优化的实验条件下,该方法的线性范围5×
10-9~1×10-6 g·mL-1,检出限为2.8×10-9 g·
mL-1,对浓度为5×10-8 g·mL-1山奈酚平行测
定11次,其相对标准偏差为2.9%。该方法用于三
叶青中痕量山奈酚含量的测定,回收率为91%~
107%。
参 考 文 献
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(责任编辑 林 琳)
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