氨基酸在銅離子濁點萃取中的應用

2010-06-04 09:03:20楊娟,張小菊

化學與生物工程 2010年7期

環境樣品組成復雜，在測定金屬離子時干擾較多，且環境樣品中金屬離子的含量一般較低，在進行分析前，需要進行萃取、濃縮、富集。在用濁點萃取富集銅離子進行紫外分光光度法檢測過程中，絡合劑一般選擇傳統的顯色劑,如PAN、TAN、5-Br-PADN等[1，2]，這些絡合劑都是有機試劑，誤差較大。鑒于生物試劑專一性和高效性的特點，若用氨基酸代替傳統絡合劑對銅離子進行配合，可以排除其它常見金屬離子的干擾，更有利于環境樣品中銅離子的測定。氨基酸配合物是氨基酸和金屬離子相結合而形成的較穩定的化合物[3]，在pH值為8～10時，配位比為1∶2的絡合物較配位比為1∶1的絡合物更穩定，并且容易生成和分離純化[4，5]。

作者在此以氨基酸為絡合劑，用Triton X-100非離子表面活性劑萃取痕量銅離子，將濁點萃取與紫外分光光度法聯用，測定了環境水樣中痕量銅離子。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

Cu2+標準溶液：1.0 mol·L-1，使用時稀釋至工作濃度0.001 mol·L-1；表面活性劑：Triton X-100,50.0 mg· mL-1；絡合劑：甘氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、纈氨酸、天冬氨酸，0.001 mol·L-1；硼酸鹽緩沖溶液；NaOH溶液；飽和NaCl溶液。

TU-1800型紫外分光光度計。

1.2 方法

1.2.1 甘氨酸銅配合物最大吸收波長的確定

取1支試管加入0.001 mol·L-1的甘氨酸溶液1.0 mL，然后依次加入0.5 mL 0.001 mol·L-1Cu2+標準溶液、1.0 mL 50.0 mg· mL-1Triton X-100溶液、4.0 mL飽和NaCl溶液，用二次蒸餾水稀釋并用硼酸鹽緩沖溶液(或NaOH溶液)調節pH值為9.0，定容至25.0 mL，搖勻，于65℃恒溫10 min后，以4000 r· min-1離心15 min分相，分離后，加入少許蒸餾水于富膠束相中，振蕩，定容至5.0 mL，靜置。用紫外分光光度計在200～300 nm處測定吸光度，確定最大吸收波長。以等量甘氨酸溶液為空白對照。

1.2.2 最佳絡合劑的選擇

取7支試管各加入0.001 mol·L-1的氨基酸溶液0 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL、3.0 mL，處理方法同1.2.1。用紫外分光光度計在最大吸收波長230 nm處測定吸光度，繪制氨基酸銅配合物的光吸收曲線，選擇最佳絡合劑。以等量氨基酸溶液為空白對照。

1.2.3 標準曲線的繪制

選用甘氨酸作為絡合劑，配制一系列濃度的銅離子試劑，經濁點萃取之后，進行紫外吸光度的測定，繪制標準曲線。

1.2.4 環境水樣中銅離子分析

國標GB 7474-87規定地表水中銅離子的檢測方法為二乙基二硫代氨基甲酸鈉分光光度法。本實驗用氨基酸代替二乙基二硫代氨基甲酸鈉作絡合劑，參照國標方法取水，用蒸餾、消解等前處理去除有機物，以避免萃取劑對有機物尤其是苯酚的萃取,并將實驗數據與國標方法進行比較。

2 結果與討論

2.1 最大吸收波長

在種類繁多的氨基酸中，只有色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸在近紫外區(200～400 nm)有吸收光的能力。但與銅離子絡合后，大多數氨基酸銅配合物在近紫外區都有一定的吸收，且氨基酸銅配合物的吸收峰比單一氨基酸的吸收峰要明顯得多，基本上可以忽略氨基酸的吸收峰[5～14]。本實驗以甘氨酸為例，測定不同波長下甘氨酸銅配合物的吸光度，如圖1所示。

由圖1可知，甘氨酸銅配合物的最大吸收波長為230 nm。

2.2 最佳絡合劑

7種氨基酸(甘氨酸、谷氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、纈氨酸、脯氨酸、天冬氨酸)銅配合物的光吸收曲線如圖2所示。

圖1 不同波長下甘氨酸銅配合物的吸光度

圖2 氨基酸銅配合物的光吸收曲線

當氨基酸與銅離子的濃度比為2∶1時，溶液達到了較高的吸光度值，再增加氨基酸溶液的量，吸光度的增加并不明顯，表明此時氨基酸與銅離子的配合反應達到平衡，反應基本完成。此外當配位比大于2∶1時，氨基酸的存在會影響光的吸收。

由圖2可知，7種氨基酸都能夠與銅離子發生2∶1的配位反應，并且因為氨基酸種類不同，氨基酸銅配合物吸光度的強弱也不同。

某些氨基酸(如脯氨酸)，與銅離子的配合物的吸光度并不大，但是達到反應平衡后曲線的線性較好；而另外一些氨基酸(如丙氨酸)與銅離子的配合物盡管吸光度較大，但是達到反應平衡后曲線的線性并不太好，平臺并不明顯。綜合考慮，既要能夠達到比較明顯的吸光度又要曲線線性相對較好，最終選擇甘氨酸作為用于銅離子濁點萃取的絡合劑。