专利名称：高灵敏检测痕量铁离子的方法
技术领域：
本发明涉及一种高灵敏检测痕量金属离子的方法，属于分析检测技术领域，尤其
涉及一种检测痕量铁离子的方法。
背景技术：
金属离子铁，是人体必需的微量元素，在人体生物化学过程中起着重要作用，人体 摄入过多或不足，都会对健康造成较大影响。因此，对食物中人体必需的金属离子的含量进 行高灵敏检测，特别是婴幼儿食品中含铁量的准确测定，具有十分重大的意义。传统的检测 方法，如比色法、原子吸收法、化学发光法等，测试手段复杂，灵敏度也不够高。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有选择性好、灵敏度高和方法简便的检测 痕量铁离子的方法，尤其可以用于婴幼儿米粉、奶粉中铁含量的测定。 为解决上述技术问题，经过多年的研究工作，现提供如下技术方案一种高灵敏检 测痕量铁离子的方法，其特征在于包括以下步骤 a、取同样浓度的二氨基顺丁烯二腈溶液两份，分别为溶液A和溶液B，溶液B中加 入适量已知浓度的三价铁离子标准溶液； b、分别用pH值为4 5的H2S04溶液对A、 B两份溶液进行定容，摇匀放置40 120分钟； c、分别测定溶液A和溶液B两种体系的荧光强度F。和F ; d、计算两份溶液荧光强度猝灭值AF = F。-F，并以AF对铁离子浓度绘制工作曲 线，测定三价铁离子浓度与AF之间的线性关系； e、依照上述步骤对待测铁离子溶液进行定容，摇匀放置40 120分钟，测定其荧 光强度，并计算荧光强度猝灭值AF，根据前述步骤获知的三价铁离子浓度与AF之间的线 性关系计算得出待测铁离子溶液的浓度。
作为本发明所述高灵敏检》J 长为226nm，发射波长为406nm为测3
作为本发明所述高灵敏检》 中跳溶液的pH值为4.5。 作为本发明所述高灵敏检测痕量铁离子的方法的一种优选方案，其中所述步骤a 中的二氨基顺丁烯二腈的质量浓度为0. 40g L—、 作为本发明所述高灵敏检测痕量铁离子的方法的一种优选方案，其中所述步骤b 中定容后溶液为10ml，其中二氨基顺丁烯二腈的用量在1. 20 1. 40mL。
作为本发明所述高灵敏检测痕量铁离子的方法的一种优选方案，其中所述步骤a 中的三价铁离子溶液为10. Omg L—1的三价铁离子标准溶液。 作为本发明所述高灵敏检测痕量铁离子的方法的一种优选方案，其中所述步骤b
J痕量铁离子的方法的一种优选方案，其中所述激发波
l:波长。
U痕量铁离子的方法的一种优选方案，其中所述步骤b中三价铁离子与二氨基顺丁烯二腈的反应时间为50分钟。 作为本发明所述高灵敏检测痕量铁离子的方法的一种优选方案，其中在所述实验 条件下，仅改变三价铁离子的加入量，测得三价铁离子量在0. 01 0. 48mg *L—1的范围内与 AF呈良好的线性关系，其线性回归方程为AF = 183. 1C-0. 1046，其中C为三价铁离子的 浓度，单位为mg L—、相关性系数为0. 9962。 作为本发明所述高灵敏检测痕量铁离子的方法的一种优选方案，称取1.000g婴 儿米粉置于lOOmL锥形瓶中，加入25. OOmL H202和3. 75mL硝酸，IO(TC水浴加热65min后加 入5%脂肪醇聚氧乙烯醚25. OOmL，继续加热40min，冷却后转入lOOmL容量瓶中定容，移取 适量样品液按所述实验方法测定其三价铁离子含量。 本发明所述检测方法，主要是利用二氨基顺丁烯二腈(DAMN)具有较强而稳定的 荧光特性，利用其极易与金属离子形成络合物特性，引起DAMN的荧光强度显著改变，从而 达到对痕量金属离子的高灵敏检测，具体包括以下步骤寻找DAW^适宜的介质条件；测定 配合物、配合物+介质、配合物+介质+金属离子的荧光强度；确定金属离子对配合物的荧 光产生增敏或猝灭的效应；测定金属离子的浓度与猝灭值之间的线性关系；测定食物中金 属离子的含量。本方法利用铁离子对二氨基顺丁烯二腈(DAMN)的荧光产生猝灭的特性，且 其荧光猝灭值(AF)与铁离子浓度构成线性关系，进而用于婴幼儿米粉、奶粉等食品中铁 含量的测定，铁的检出限为1. 5ii g L—、相对标准偏差为0. 17%，该方法与现有技术相比， 具有选择性好、灵敏度高和方法简便等优点。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明实施所得的荧光光谱图。
具体实施例方式
以下所述实施例详细地说明了本发明。
实施例1
1仪器与试剂 LS-50B型荧光分光光度计(美国Perkin-Elmer公司)；pHS-3C型精密pH计(上海 精密科学仪器有限公司)；石英自动双重纯水蒸馏器(常州国华电器有限公司)；FA1004N 型电子分析天平(上海民桥精密科学仪器有限公司)。 铁标准溶液准确称取0. 08634gNH4Fe (S04) 2 12H20，用少量二次蒸馏水溶解，并定 容到lOOmL容量瓶中，配成0. lg L—1的铁(III)离子标准溶液，使用时稀释成10. Omg L—1 的工作液。二氨基顺丁烯二腈(DAMN)溶液(10.0g*L—0 :准确称取1.000g DAMN，用少量无 水乙醇溶解，二次蒸馏水定容至lOOmL，配成10. Og L—1的储备液，使用时逐级稀释成所需 浓度的工作液。婴儿营养米粉选取汕头市三鹿食品有限公司生产。所用试剂为分析纯，实 验用水均为二次蒸馏水。
2实验方法在10mL容量瓶中依次加入适量浓度为10. Omg L—1铁标准溶液、1. 3mL 0. 4g L—1
的DAMN溶液，用pH为4. 5的H2S04溶液定容至刻度，摇匀放置50min后，在LS-50B型荧光分光光度计上用lcm荧光皿，以226nm的激发波长，406nm的发射波长，测定体系的荧光强度 F，同时测定试剂空白的荧光强度F。，计算AF二F。-F，并以AF对Fe(III)浓度绘制工作曲 线。 3结果与讨论 3. 1激发波长和发射波长的选择 按实验方法测定了 pH为4. 5的H2S04溶液、H2S04+DAMN溶液、H2S04+DAMN溶液 +Fe (III)等体系的荧光光谱，如图1所示。其中曲线1为pH = 4. 5的H2S04溶液(底液)， 曲线2为底液+DAMN溶液(0. 052g *L—0 ，曲线3为底液+DAMN溶液+Fe (III) (0. 44mg *L—0 。 结果表明pH为4. 5的H2S04溶液在发射波长为406nm处荧光强度很低(曲线1)，对测定 无干扰；H2S04+DAMN溶液的激发峰和发射峰分别为226nm和406nm(曲线2);加入金属离子 Fe(III)后，峰高明显下降，而峰形和峰位没有发生显著变化(曲线3)。表明Fe (III)对 DAW^的荧光强度有猝灭作用，且猝灭值AF与Fe(III)的浓度在一定范围内呈良好的线性 关系。因此，本实施例选择激发波长为226nm，发射波长为406nm为测量波长。
3.2实验条件的选择
3. 2. 1介质的影响 体系的荧光强度受介质的影响较大，分别试验了不同种类的缓冲溶液，如硼 酸-KCl-NaOH、 KH2P04-NaOH、 HAc-NaAc等，发现体系的荧光强度很不稳定，表明这些缓冲溶 液不适宜作DAMN的介质。同时试验了不同pH值的H2S04溶液作介质，发现当溶液的pH值 在4. 0 5. 0之间时，体系的荧光强度大且稳定。因此实验选择pH为4. 5的H2S04溶液作 介质。 3. 2. 2DAMN用量的影响 考察了质量浓度为0. 40g *L—力AMN溶液的用量对荧光强度的影B向，结果表明DAMN 的用量在1. 20 1. 40mL时的荧光强度基本不变，用量影响最小，所以实验取质量浓度为 0. 40g L-1的DAMN的用量为1. 30mL。
3. 2. 3反应时间的影响 室温时，对Fe (III) +DAMN配合物的荧光强度随时间变化的情况进行考察。每隔 5min测定体系的荧光强度，实验结果表明反应50min后荧光强度达到稳定，并能稳定lh， 因此实验选择反应时间为50min。
3.3共存离子的影响 在选定的实验条件下，研究了米粉中常见离子与Fe(III)共存时的干扰情况，对 于l.OiigFe(III)进行试验，测定的相对误差为±5%，各共存离子允许量为(iig) :Na+、 K+(6000) ;Mn2+(1200) ;Zn2+(800) ;Cu2+、 Ca2+、 Ni2+(700) ;Mg2+(400) ;Cr2+、 Ag2+、 Pb2+(300); Cd2+(100)。实验结果表明，该方法对测定Fe(III)有较好的选择性，米粉液可不经分离，直 接测定。 3. 4工作曲线 在选定的实验条件下，仅改变Fe (III)的加入量，测得Fe (III)量在 0. 01 0. 48mg L—1的范围内与A F呈良好的线性关系，其线性回归方程为AF = 183. lC(mg L—VO. 1046 (C :Fe(III的浓度mg L—"，相关性系数为0. 9962。
3. 5方法的检测限和精密度
平行测定10次空白溶液，其相对标准偏差RSD = 0. 11 % ，以3倍的标准偏差除以 工作曲线的斜率得出本方法的检出限为1. 5 g L—、对Fe3+的质量浓度为0. 16mg L—1的 标准溶液进行10次平行测定，其相对标准偏差为0. 17%。
4样品分析及加标回收实验准确称取1. 000g米粉置于lOOmL锥形瓶中，加入25. OOmL H202和3. 75mL硝酸，
IO(TC水浴加热65min后加入5%脂肪醇聚氧乙烯醚25. OOmL，继续加热40min，冷却后转入
100mL容量瓶中定容w。移取适量样品液按实验方法测定其Fe(III)含量并进行加标回收
实验，其结果见表1、表2。 表1样品分析结果(n = 6)
样品观IJ定值平均铁含量RSD %
53
49.4
米粉液51.250.33.5
48.2
50.8
49
表2 回收率测定结果(11 = 6)
加标量 测得量回收率 ^
(mg.L/1) (mg.L") (mg'U1) % %
0.247 0.450 101.5 米粉液 0.256 0.2 0.455 99.5 2.8 0.241 0.440 99.5 0.254 0.452 99.0 _0.245_0.448 101.5_____ 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳
实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术
方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发
明的权利要求范围当中。
权利要求
一种高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于包括以下步骤a、取同样浓度的二氨基顺丁烯二腈溶液两份，分别为溶液A和溶液B，溶液B中加入适量已知浓度的三价铁离子标准溶液；b、分别用pH值为4～5的H2SO4溶液对A、B两份溶液进行定容，摇匀放置40～120分钟；c、分别测定溶液A和溶液B两种体系的荧光强度F0和F；d、计算两份溶液荧光强度猝灭值ΔF＝F0-F，并以ΔF对三价铁离子浓度绘制工作曲线，测定三价铁离子浓度与ΔF之间的线性关系；e、依照上述步骤对待测铁离子溶液进行定容，摇匀放置40～120分钟，测定其荧光强度，并计算荧光强度猝灭值ΔF，根据前述步骤获知的三价铁离子浓度与ΔF之间的线性关系计算得出待测三价铁离子溶液的浓度。
2. 根据权利要求1所述的高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于所述激发波长为226nm，发射波长为406nm为测量波长。
3. 根据权利要求1所述的高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于所述步骤b中H2S04溶液的pH值为4.5。
4. 根据权利要求1所述的高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于所述步骤a中的二氨基顺丁烯二腈的质量浓度为0. 40g L—、
5. 根据权利要求4所述的高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于所述步骤b中定容后溶液为10ml，其中二氨基顺丁烯二腈的用量在1. 20 1. 40mL。
6. 根据权利要求1所述的高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于所述步骤a中的三价铁离子溶液为10. Omg L—1的三价铁离子标准溶液。
7. 根据权利要求1所述的高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于所述步骤b中三价铁离子与二氨基顺丁烯二腈的反应时间为50分钟。
8. 根据权利要求1所述的高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于在所述实验条件下，仅改变三价铁离子的加入量，测得三价铁离子量在0. 01 0. 48mg L—1的范围内与AF呈良好的线性关系，其线性回归方程为AF = 183. 1C-0. 1046，其中C为三价铁离子的浓度，单位为mg L—、
9. 根据权利要求1所述的高灵敏检测痕量铁离子的方法，其特征在于称取1. OOOg婴儿米粉置于lOOmL锥形瓶中，加入25. OOmL H202和3. 75mL硝酸，IO(TC水浴加热65min后加入5%脂肪醇聚氧乙烯醚25. OOmL，继续加热40min，冷却后转入lOOmL容量瓶中定容，移取适量样品液按所述实验方法测定其三价铁离子含量。
全文摘要
本发明公开一种高灵敏检测痕量铁离子的方法，具体包括寻找DAMN适宜的介质条件；测定配合物、配合物+介质、配合物+介质+金属离子的荧光强度；确定金属离子对配合物的荧光产生增敏或猝灭的效应；测定金属离子的浓度与猝灭值之间的线性关系；测定食物中金属离子的含量。本方法利用铁离子对二氨基顺丁烯二腈(DAMN)的荧光产生猝灭的特性，且其荧光猝灭值(ΔF)与铁离子浓度构成线性关系，进而用于婴幼儿米粉、奶粉等食品中铁含量的测定，铁的检出限为1.5μg·L-1，相对标准偏差为0.17％，该方法与现有技术相比，具有选择性好、灵敏度高和方法简便等优点。
文档编号G01N21/76GK101788492SQ201010131708
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者乔善宝 申请人:盐城师范学院