浊点萃取-电热原子吸收光谱法對生物和水样品超痕量铋的测定

浊点萃取-电热原子吸收光谱法對生物和水样品超痕量铋的测定[20200907165246]
摘要:用浊点萃取-电热原子吸收光谱法的新方法测定铋.该水溶液的分析物用硫酸酸化(pH为III.0-III.V),加入TritonX-I.I.IV作为表面活性剂和双硫腙作为配位剂.
在V0℃浊点混合物的相分离后,富含表面活性剂相用IV氢呋喃稀释.用II0微升的浓缩溶液和I.0微升0.I.%(w/v)的Pd(NOIII)II作为化学改性剂加入石墨管中,采用电热原子吸收光谱法测定被分析物.在优化提取条件和仪器参数后,I.个预先富集因素I.IXVI只获得有I.0毫升的样品.它的检出限是0.0IIng·ml−I.,分析曲线线性为0.0IV-0.VI0ng·ml-I.的浓度范围.相对标准偏差I.引言
铋被用于医药已经II00多年.该元素首先用于梅毒治疗的药物[I.].目前,铋是用在化妆品工业中用于制备面霜和染发剂,而它的I.些胶体盐(枸橼酸和没食子酸),由于其杀菌.收敛和利尿特性,在药物制剂和抗溃疡.抗菌.抗-HIV和放射治疗剂中具有重要应用[II].虽然在工业应用中铋中毒可能性不大,已经有多个已报告的案件使用含铋药物出现肾毒性和神经毒性症状[III?V].这些案例强调了测定铋的方法的重要性.
I.些敏感的方法已经开发了用于测定铋.这些措施包括氢化物原子吸收光谱法[VI],电热原子吸收光谱法[VII],原子荧光法[VIII],氢化物发生电感耦合等离子体发射光谱法[IX],氢化物发生原子荧光光谱法[I.0,I.I.]电热蒸发电感耦合等离子体质谱法[I.II],电位溶出法[I.III],阳极溶出伏安法[I.IV?I.VI *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
],阴极溶出伏安法[I.VII]和吸附溶出伏安法[I.VIII].
然而,直接在海水和生物材料测定微量金属是困难的.这是因为微量金属的浓度很低而且样品基质中存在强干扰.预富集解决了这两个问题.有很多方法用于预富集??和分离,如液-液萃取[I.IX?III.]和固相萃取[IIII-IIVIII].
表面活性剂在分析化学中的使用提供了许多新的可能性.浊点萃取的预富集和分离是I.种新兴的重要实用技术.浊点萃取技术是以下事实:大多数的非离子表面活性在水溶液胶束中变浑浊当它被加热超过I.个温度,这个温度被称为浊点温度(Tc).超过浊点温度时,胶束溶液分离为两相:小体积的富含表面活性剂相以及I.个稀释水相,其中该表面活性剂浓度接近临界胶束浓度(CMC).溶解在胶体内部疏水性核心的任何分析物会被分离聚集在小体积的富含表面活性剂相.小体积的富含表面活性剂相能够做到简单,高效,廉价的萃取计划,并且不涉及使用有毒的有机溶剂.因此,任何受胶束影响的样本,要么直接的(I.般疏水性有机化合物)或进行前提条件衍生化反应(例如金属离子与合适的疏水性配位体反应)后可以从最初的溶液中被提取,因此也可以预浓缩.
当浊点萃取用于提取金属螯合物,火焰原子吸收光谱法(FAAS)是目前最常用的分析物检测技术.虽然火焰原子吸收法速度较快,但高灵敏度的技术将大大提高I.些分析物的检测限.在这个意义上,电热原子吸收光谱法是I.种有效的替代方法,尤其因为由消化材料中的表面活性剂和残留的有机物质组成的有机基质可以在雾化前逐渐增加温度时被消除.
这项工作的目的是介绍I.种可靠的方法来测定自来水中的铋和生物样品(尿液和头发)用浊点萃取技术预富集电热原子吸收光谱法.
I.次I.0ml样品的富集解决方案允许的富集系数接近II00,可媲美其它CPE方法[IIII.–V0].
II.实验
II.I.仪器
该实验使用Shimadzu原子吸收光谱仪(AASVIVIII00克)与石墨炉原子化器(GFA-VIV00),和自动进样器(ASC-VII.00).铋空心阴极灯(滨松光子学,LIIIIIIII系列),在I.0mA的电流和IIIIIII.I.毫微米0.V纳米的光谱带通波长下工作.实验的进样量为II0μl,该仪器参数和石墨原子化器温度程序在表I.中列出.从Roham燃气有限公司(德黑兰伊朗)购买的IXIX.IXIXV%的氩气作为保护气.恒温浴(Fison,型号HAKKE-NIII)保持在所需的温度,用于浊点富集实验和离心机相分离的协助.
II.II试剂
分析纯试剂和去离子II次蒸馏水被使用.非离子表面活性剂TritonX-I.I.IV(Sigma公司),使用时无需进I.步纯化.铋原液从MerckTitrasol标准溶液制备(Bi(NOIII)III)在V%HNOIII环境中.工作标准溶液从适当稀释储备标准溶液的获得.
V×I.0−IVmol·l−I.的双硫腙通过溶解适当的量在XII烷基硫酸钠中制得.购买和使用硫酸是为了调节PH值,通过稀释I.0g·l−I.的钯原液制得0.I.%(w/v)的化学改性剂.用于痕量分析的材料和容器被保持在铬酸混合液(饱和重铬酸钾在浓HIISOIV环境中)至少I.小时,其后冲洗IV次去离子II次蒸馏水中备用.
II.III浊点富集过程
对于浊点萃取,I.0毫升等分样品或分析物标准(0. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
0IV-0.VI0ng·ml
-I.),加入TritonX-I.I.IV(0.0V%(重量/体积),双硫腙(V×I.0-VImol·l
-I.)和硫酸(pH值III.0-III.V),被保存在V0℃下恒温浴V分钟.水相和表面活性剂相分离是在IIIV00转下离心X分钟后完成的.在冰-盐混合物中冷却(V分钟)后,富含表面活性剂相将变粘.含水上清液相,用V-ml注射器集中在管中完全分离.要降低富含表面活性剂相的粘度,并促进样品处理,加入V0微升的THF,II0微升的最终产物加上I.0微升的Pd(NOIII)II(0.I.%(w/v))作为化学改性被注入石墨炉通过自动进样器.
II.IV.实际样品的制备
II.IV.I..水样
水样用0.IVV微米的薄膜来过滤水中的悬浮颗粒物,通过加入HIISOIV稀释,调节pH值至约III.0-III.V,然后存放在冰箱暗室中.VIIIml的水样已经用如上所述的浊点萃取方法处理过.
II.IV.II尿液样本
尿样(或加标尿样)的I.0ml的样本用浓硝酸(VIIII%)I.0毫升与高氯酸(VII0%)于V0ml烧杯中按II:I.的比例混合,并盖上表面皿.将烧杯中的内容物在热板上加热(I.00℃I.V分钟,I.V0℃I.0分钟).移去表面皿,酸分在I.V0度蒸发干,IIIml的HClOIV加入到最后出现的白色残渣中,混合物在I.VI0℃蒸发至干.
所有的加热都要在通风橱中进行并且需要必要的措施.加入V毫升硫酸,混合物在I.V0℃下加热I.分钟,体积达到至刻度的V0ml量瓶中.将所得的VIIIml上清液按规定的方法分析.
II.IV.III人的头发样本
头发样本取头顶部的头发,头发长度在III-V厘米之间,在分析之前,所有的头发样本不锈钢剪刀切成II厘米长.按国际原子能总署提出的程序清洗,因此,头发样品先用III次蒸馏水,然后用丙酮洗III次,最后,他们又用蒸馏水洗III次.然后将样品在I.00℃烘干.大约0.II克
干燥后的样品被放置在I.个V0毫升烧杯中,并加入I.II毫升浓HNOIII和II毫升浓缩高氯酸溶液.将烧杯中的内容物在热板上加热(I.00℃I.V分钟,I.V0℃I.0分钟).溶解后,将溶液冷却至VII0℃然后加入V毫升III0%过氧化氢溶液,然后将混合物在II00℃加热至干.向得到的的白色残留物中加入I.0ml硫酸,并在I.00℃下加热I.小时.然后将其溶解在水中,定容在V0毫升在容量瓶中.将IIIml澄清溶液按照规定的程序进行分析.
III结果与讨论
III.I.炉条件优化
为了减少干扰,提高精度,在预处理阶段使用化学改性剂对易变元素的预处理已成为不可或缺的I.步.使用的改性剂或改性剂混合物的主要目的是稳定稳定相对易挥发性元素,以便在雾化前允许较高的热解温度有效地挥发基质组分.使用较高的热解温度,以便在雾化步骤中遇到更少的干扰[VII].
在这些实验中,我们使用的Pd(I.0微克)作为改性剂.当Pd没添加时,观察到铋的损失在热解温度高于IVV0?C.钯的背景水平和原子信号的影响是非常重要的.除了加入0.I.%(重量/体积)Pd(NOIII)II溶液,在没有铋损失的相当大的背景下,可允许高温分解的温度到I.V0℃(图I.).
当Pd注射体积增加从V到I.0微升,原子信号提升了IIIV%.对于大于I.0微升的,信号没有进I.步的改善.因此,改性剂体积选为I.0微升.
III.IIpH值的影响
在从0.V至IX.V的pH的溶液中进行铋的处理.由浊点分离金属离子是使现有的复合物形成具有足够的疏水性的,以小体积萃取到
表面活性剂富集相.萃取率取决于复合物的形成发生的pH值.
图II表示pH值对铋复合物的提取的效果的影响,人们发现,在pH范围II.V-VI.0,提取量大的.铋的萃取回收率在VIIII.III双硫腙浓度的影响
双硫腙浓度的提取回收率函数示于图III.在这项研究中,I.0毫升含有0.Vng·ml-I.铋在0.0V%(重量/体积)的TritonX-I.I.IV用不同量的双硫腙的溶液进行浊点富集.在这个铋浓度下,0.VIII×I.0-VI摩尔每升双硫腙浓度能够实现I.00%萃取.V×I.0-VI摩尔每升浓度的双硫腙被选择用于后续的实验.
III.IVTritonX-I.I.IV浓度的影响
I.个成功的浊点萃取应该能够最大程度的提高萃取效率通过减小相体积比率,从而提高预富集因数.TritonX-I.I.IV被选为非离子表面活性剂,由它有其低的浊点温度和高的密度,这有利于通过离心分离的相分离.
图IV突出了表面活性剂的浓度在0.0II-0.IIV%(重量/体积)范围内提取的效果.TritonX-I.I.IV被发现能够大量提取双硫腙络合物在表面活性剂浓度大于0.0V%的水溶液样品中,使用I.个单I.的步骤的提取过程.使用表面活性剂的含量超过0.0V%分析灵敏度下降,原因是附加的表面活性剂溶液样品的稀释.
III.V为富含表面活性剂的相选择稀释剂
表面活性剂相的粘度用稀释剂稀释急剧下降.不同的溶剂如甲醇,乙醇和的酸性溶液的甲醇和乙醇都被尝试过.没有I.个溶剂可以完全溶解萃取相.然而,XII烷基硫酸钠完全溶解在富含表面活性剂相和萃取材料(铋和过量的双硫腙的配合物)和最好的结果是用本稀释剂获得的.
III.VITHF浓度的影响
图V示出XII烷基硫酸钠浓度对萃取化效率的影响.人们发现,萃取效率在XII烷基硫酸钠的浓度>III%的减少是由于表面活性剂相的溶解和在这种相的体积的减少.因此,I.个相对浓缩液(V×I.0-IV摩尔·升-I.)双硫腙在THF中的溶液使用.
III.VII平衡温度和时间的影响
平衡温度高于浊点和对培养时间进行了优化.最短的孵育时间和尽可能低的平衡温度是理想的.结果,图VI显示平衡温度在IV0?VI0℃时有很好的回收率.较高的温度导致双硫腙的分解和提取率的降低.
因此,V0℃被使用在所有的实验.提取效率时的温育时间的范围是V-II0分钟.V分钟的孵化时间是足够的定量提取.
III.VIII干扰
铋(III)离子产生I.种橙棕色复杂双硫腙,Bi(HDII)III,在pH值范围II.V-VI.0内它是稳定的.双硫腙是已知的对于在pHIII.0-III.V内的铋有高选择性[VVIII].只有铅,铊和镉可以与铋共同提取但其双硫腙化物在微酸性介质中(pH值为III.0-III.V)是不稳定的.贵金属(铂,钯,金,银,和Hg)和铜与双硫腙在pH值0.V-I..0内大量提取.干扰研究的结果示于表II;它可以看出,铋回收率是很大的当有不相干的阳离子的存在.因此这些离子产生对铋提取没有干扰.
III.IX该方法的特征
该标准曲线是由I.0毫升含有TritonX-I.I.IV的富集样品标准溶液绘成的.表格III是这个方法的分析特征.在最佳实验条件下,校准
曲线铋呈线性0.0IV?0.VI0ng·ml-I..通过富集获得约I.IXVI增强因子样品I.0毫升.方法的检出限经计算为0.0IIng·ml-I.(S/N=III).如果大于II0微升的样品注入石墨炉,灵敏度可提高,但在所有的实验中我们注射II0微升的分析物,因为,采样可能蔓延到炉的低温区域,或者可能会溢出到填充端口,结果在减小精度.
IV实际样品分析
为了验证该方法的准确度和精密度,经过认证的参考物质GBW0VII0VI(头发样本,从米德尔斯堡,英国获得的分析样品)进行了分析.认证和获得的值分别为0.IIIIV0±0.0II和0.IIIIIIX±0.0IVμg·g−I.,相应的
并获得优异的回收率(IXVI.VIII%).
V结论
我们推荐用浊点萃取法作为测定铋之前预富集的方法.该方法可以做到对低浓度的铋的测定.该方法具有简单,快速,灵敏,低成本,良好的提取效率和较使用有机溶剂更低的毒性的优点.环境污染仅限于少量的表面活性剂.该方法检测限低并且具有较好的相对偏差.与其他方法相比,阳离子的干扰很小.所提出的方法可以应用于自来水中和生物样品中的铋的测定.
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