钴是人体必需的微量元素之一,研究证明,钴对铁的代谢,血红蛋白的合成,红细胞的发育成熟以及成熟血细胞的释放等,均有重要的生理功能。特别是钴作为维生素B12的主要有效成份及其它钴化物的组成部分,发挥着高效能的生血作用。此外,钴还参与蛋白质的合成、叶酸的贮存、硫醇酶的活化以及骨髓磷脂的形成[1]。人体及动物体内的钴主要由尿内排泄,因此,研究尿液中钴含量的测定方法,对于研究钴与人体健康的关系是十分必要的。
2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-(二乙氨基)苯酚(5-Br-PADAP)属吡啶偶氮染料,对很多过渡金属离子都是一个较灵敏的显色剂[2]。我们用该试剂作为显色剂,对尿液中钴含量的方法进行了测定,现报道如下。
1材料和方法
1.1试剂5-Br-PADAP(北京化工厂):1.15×10-3 mol/L乙醇溶液。钴标准溶液:用钴盐配成1 mg/ml标准储备液,使用时稀释成1μg/ml的标准使用液。NaH2PO4-Na2HPO4缓冲液:pH5.2。2%(V/V)Triton x-100水溶液。消化液:HNO3:HClO4=4:1(V/V)。NH2OH·HCl水溶液:1.44 mol/L。所有试剂均为AR级。
1.2试验方法
1.2.1尿液的消化留取24 h尿于洗净的尿液收集瓶中,取20 ml尿液于50 ml三角烧杯中,加9 ml消化液,置电热板上缓缓加热至白烟冒尽消失,残渣洁白为止。
1.2.2测定消化后的样品残渣加少量双蒸水溶解,用1 mol/L的NaOH调节至pH5左右,全部移入10 ml的容量瓶中,加pH 5.2的NaH2PO4-Na3HPO4缓冲液1 ml,加入10%的盐酸羟胺溶液2滴,摇匀后加入2% Triton X-100溶液0.6 ml和5-Br-PADAP 0.5 ml,再加入无水乙醇2 ml,摇匀,放置15 min。加0.8 ml 12 mol/L的H2SO4酸化,用双蒸水定容至10 ml,摇匀后静置15 min。用1 cm比色皿于波长590 nm以试剂空白作参比测定吸光度,通过标准曲线计算尿液中的钴含量。
2结果与讨论
2.1最佳实验条件选择
2.1.1缓冲液pH值的影响钴配合物在pH4.0~6.0时吸光度变化不大,在pH5.2时吸光度最大,本文取pH 5.2。
2.1.2显色剂用量的影响试验表明,当Co2+浓度为0.5μg/10 ml时,显色剂5-Br-PADAP用量以0.2~0.8 ml为好,本文取0.5 ml。
2.1.3配合物的稳定性试验显色后放置10 min,吸光度达到最大且稳定,酸化前其吸光度至少24 h内保持稳定;加入12 mol/L的H2SO4酸化后,10 min显色稳定,至少8 h内其吸光度不变。本文酸化前显色时间选用15 min,酸化后显色时间也选用15 min。
2.1.4非离子表面活性剂的影响加入非离子表面活性剂Triton x-100可作为增溶、增敏、增稳稳定剂[3],经试验取2% triton X-100 0.6 ml为宜。
2.1.5乙醇的影响试验表明,乙醇的加入能显著改变配合物的吸收光谱,使吸收峰变尖(见图1)。因此,乙醇的加入能提高测定钴的特异性。本文选用加入无水乙醇2 ml。
2.1.6干扰离子的影响及消除5-Br-PADAP试剂显色灵敏度高,但选择性较差,它几乎能与所有的过渡金属离子形成有色配合物。但在试验条件(pH5.2)下,仅能与Co2+、Cu2+、Ni2+、Fe2+产生定量反应[4]。在加入12 mol/L H2SO4酸化后,28 μg的Cu2+、2 μg的Ni2+、50μg的Fe2+不干扰钴的测定,这是因为上述干扰离子与5-Br-PADAP形成的配合物在强酸性溶液中迅速分解,此时仅Co2+的配合物保持稳定不受影响。
2.1.7吸收曲线见图1,在以上的试验条件下,钴与5-Br-PADAP形成红色的配合物,于波长584~592 nm处吸光度最大,与文献[5]一致。本文选用590 nm作为测量波长,在UV-210型紫外可见分光光度计(岛津)上测量。
图1配合物吸收曲线(以试剂空白为参比)
2.2标准曲线的绘制及灵敏度取7只10 ml的容量瓶,分别加入Co2+标准使用液(1 μg/ml)0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 ml,用本文选用的方法进行测定。
结果表明,钴含量在0.00~3.00 μg/10 ml范围内服从朗伯-比耳定律,其线性回归方程为:Y=0.132X+0.0083(Y为吸光度;X为浓度,单位μg/10 ml),r=0.99997,表观摩尔吸光系数ε590=8.26×104L/(mol*cm),最低检出浓度为3.8μg/L。
2.3重复性试验将一份混合尿样分为10份,按本法测定钴含量,得±s为10.4±0.48μg/L,批内CV为4.6%。
2.4回收试验取20 ml钴11.6 μg/L的尿样,分别加入0.2μg、0.3 μg、0.4 μg钴作为试验样本,与未加钴的空白尿样在相同条件下消化,然后测定钴的回收率分别为102.5%、98.7%、93%,平均回收率为98.1%。
2.5尿液中钴含量测定应用本法测定了38例男女健康大学生(男20,女18)尿液中的钴含量,男性为18.66±3.86μg/24 h,女性为16.23±3.02 μg/24 h。
(本文得到我院陈修玮副教授的指导,在此致谢!)
参考文献
[1]王夔.生命科学中的微量元素.下册.北京:中国计量出版社,1992,61~70
[2]马卫兴.5-Br-PADAP在分析化学中的应用进展.理化检验-化学分册,1994,30(3):52
[3]徐亚萍.5-Br-PADAP胶束增溶光度法测定矿泉水及饮用水中微量钴.中国卫生检验杂志,1994,4(2):88
[4]周天泽,谢永明,秦学敏,等.用电子计算技术处理有机试剂的多组分体系.化学试剂,1982,4(3):182
[5]金伟.2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚在光度分析应用中的新进展.理化检验-化学分册,1995,31(1):53,
(1998-09-28收稿,1999-02-26修回)
