流动注射化学发光法同时测定Mn2+和Co2+
作者：伍莉萍 杨秀岑 金靓 张明 李力 曹红梅
单位：华西医科大学药学院 成都 610041
关键词：化学发光；流动注射；锰；钴；高碘酸钠
流动注射化学发光法同时测定Mn2 提要 利用NaIO4-鲁米诺流动注射化学发光法，以8-羟基喹啉掩蔽Mn2+以外的其它金属离子，柠檬酸钠掩蔽Mn2+和Co2+以外的金属离子，达到同时测定Mn2+和Co2+的目的。Mn2+离子的检测限达0.194 ng/ml，r=0.9984，线性范围(10-9～10-7)g/ml，回收率88.0%～107.6%，测定RSD为1.42%。Co2+离子的检测限达1.717 ng/ml，r=0.9993，线性范围(10-8～10-6)g/ml，加标回收率87.8%～115.5%，测定RSD为1.96%。
, 百拇医药
SIMULTANEOUS DETERMINATION OF Mn(Ⅱ) AND Co(Ⅱ) BY
FLOW-INJECTION-CHEMILUMINESCENCE METHOD
Wu Liping Yang Xiucen Jin Jing Zhang Ming Li Li Cao Hongmei
(School of Pharmacy, West China University of Medical Sciences Chengdu 610041)
ABSTRACT Luminol-NaIO4 system was used for flow-injection chemiluminescence analysis and simultaneous determination of Co2+ and Mn2+.In the presence of 8-hydroxy quinolin, only Mn2+ catalyses the luminescence reaction, most ions encountered being masked. Using sodium citrate as a masking reagent, Co2+ and Mn2+ can be simultaneously measured. The dynamic range was 10-9～10-7 (r=0.9984) and 10-8-10-6g/ml(r=0.9993), for Mn2+ and Co2+, respectively, with a detection limit of 0.194 ng/ml for Mn2+, and 1.717 ng/ml for Co2+.The recovery rate of standard addition were 88.0%～107.6% and 87.8%～115.5%,and RSD were 1.42% and 1.96%, for Mn2+ and Co2+, respectively.
, 百拇医药
Key Words Chemiluminescence Flow injection analysis Cobalt Manganese Sodium periodate
化学发光分析灵敏度高，检测线性范围宽，但重现性较差[1]，流动注射分析具有设备简单、操作方便、快速、重现性好、灵活多样的进样方式和流路系统，且易与别的检测装置结合等优点[2]。将两种方法结合起来，利用Mn2+和Co2+对NaIO4-鲁米诺发光系统具有催化作用，其发光强度与Mn2+或Co2+在一定范围内成线性关系。而Mn2+和Co2+均为人体中必需的微量元素，研究采用8-羟基喹啉和柠檬酸钠作为掩蔽剂，以便同时测定这两种离子，从而简化了测定的手续，每小时可测60个试样，较其它分析方法简便、快速，具有对水质自动化监测的前景。
, 百拇医药
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
IFIS-A型智能流动注射仪(西安弹簧研究所)；GD-1型微光测量仪(西北有色地质研究所)；pH CZ-3型微电脑酸度计(成都青羊环保设备厂)。鲁米诺(Sigma)；NaIO4(AR广州化学试剂厂)；水为电导度小于1.5 μmho/cm的去离子蒸馏水，其它试剂均为AR。
1.2 方法和结果
1.2.1 试验的流路 在负高压为-500 V情况下，采用图1流路。
Fig 1 Manifold for simultaneous determination of Mn2+ and Co2+
, http://www.100md.com
1.2.2 鲁米诺最佳浓度的选择 对pH 12.9，浓度分别为1.0×10-4、1.0×10-3、2.0×10-3、3.0×10-3、4.0×10-3 mol/L鲁米诺进行试验，pH2.9。发光结果见图2(n=3)。
Fig 2 Change in CL intensity with concentration of luminol
Co2+=10-9g/ml,Mn2+=10-9g/ml，NaIO4=3×10-4mol/L
, 百拇医药
1.2.3 NaIO4最佳浓度的选择 对浓度分别为1.0×10-4、2.0×10-4、3.0×10-4、4.0×10-4、5.0×10-4、6.0×10-4 mol/L的NaIO4进行试验。发光结果见图3(n=3)。
1.2.4 最佳pH值的选择 对pH分别为12.8、12.9、13.0、13.1、13.2的NaHCO3-Na2CO3缓冲溶液进行试验，发光结果见图4(n＝3)。
Fig 3 Change in CL intensity with concentration of NaIO4
, 百拇医药
Co2+=10-9g/ml,Mn2+=10-9g/ml,1umino=1.0×10-3mol/L
Fig 4 Change in CL intensity with pH
Co2+=10-9g/ml，Mn2+=10-9g/ml，1uminol=1.0×10-3mol/l，NaIO4=3.0×10-4mol/L
1.2.5 柠檬酸钠浓度的选择 对浓度分别为2.0×10-3、4.0×10-3、6.0×10-3、8.0×10-3、10.0×10-3 mol/L的柠檬酸钠进行试验(固定其它试剂同前)。发光结果见图5(n=3)。
, 百拇医药
Fig 5 Change in CL intensity with concentration of sodiurcitrate
可见，当柠檬酸钠浓度为6.0×10-3mol/L时，Co2+可得到最大发光值，而此时Mn2+接近最大值。
1.2.6 8-羟基喹啉浓度的选择 对浓度分别为1.0×10-6、2.0×10-6、3.0×10-6、4.0×10-6、5.0×10-6、6.0×10-6、10.0×10-6 mol/L的8-羟基喹啉(固定其它试剂同前)进行试验，发光结果见图6(n=3)。可见，当8-羟基喹啉浓度为5.0×10-6mol/L时，Mn2+和Co2+二者发光值的差为最大。
, 百拇医药
Fig 6 Change in CL intensity with concentration of 8-hydroxy quinolin
根据以上结果，选择优化条件为鲁米诺2.0×10-3 mol/L,pH 13.0，NaIO43.0×10-4 mol/L，柠檬酸钠6.0×10-3 mol/L，8-羟基喹啉5.0×10-6 mol/L。
1.2.7 标准曲线和加标回收实验 在上述优化条件下进行测定。以8-羟基喹啉为掩蔽剂(含Co2+ 10-9g/ml)，试验结果见表1、表2。
Table 1 Result of CL determination for various concentrations of Mn2+(n=3)
, 百拇医药
CL
C(Mn2+,g/ml)
0
1×10-9
5×10-9
1×10-8
5×10-8
1×10-7
CL
10.67±0.577
11.5
, 百拇医药
14.33
16.33
28.0
43.67
ΔCL
0.83
3.66
5.66
17.33
33.0
Table 2 Result of recovery test for Mn2+(n=3)
Amt of Mn2+
, http://www.100md.com
in sample(g/ml)
Added
(g/ml)
Detected(
±SD)
(g/ml)
Recovery
(%)
1.000×10-9
2.000×10-9
, http://www.100md.com
(3.153±0.136)×10-9
107.65
5.000×10-9
3.000×10-9
(7.640±0.121)×10-9
88.00
以ΔCL为纵座标，C为横座标，直线回归方程为ΔCL=1.6700+3.1400×108C， r=0.9984。由3SD计算最低检出限为DL=1.943×10-10g/ml=0.194 ng/ml。
以柠檬酸钠为掩蔽剂，含Mn2+10-8 g/ml，最后得到的发光值均为扣除了Mn2+的发光值，结果见表3、表4。 Table 3 Result of CL determination for various concentrations of Co2+(n=3)
, 百拇医药
CL
C(Co2+,g/ml)
0
1×10-8
5×10-8
1×10-7
5×10-7
1×10-6
CL
62±0.816
65.5
, 百拇医药
75.25
90.0
159.75
254.25
ΔCL
3.25
13.26
28.0
47.75
192.25
Table 4 Result of recovery test for Co2+(n=3)
, 百拇医药 Amt of Co2+
in sample(g/ml)
Added
(g/ml)
Detected(
±SD)
(g/ml)
Recovery
(%)
1.000×10-8
, 百拇医药
2.000×10-8
(2.757±0.058)×10-8
87.85
5.000×10-7
3.000×10-7
(8.466±0.151)×10-7
115.53
以ΔCL为纵座标，C为横座标，直线的回归方程为ΔCL=4.5737+1.8773×108C，r=0.9993最低检出限DL=1.717×10-9g/ml。
, 百拇医药
1.2.8 精密度 用1.0×10-8g/ml Mn2+，其它条件同前，连续测发光值(n=7)，得RSD=1.42%。用1.0×10-8g/ml Co2+，其它条件同前，连续测发光值(n=7)，得RSD=1.96%。
2 讨论
2.1 一般多采用H2O2氧化鲁米诺的发光反应，但在流动注射分析中，因H2O2产生气泡，引起测定基线不稳，而采用NaIO4氧化鲁米诺，避免了产生气泡的缺点。
2.2 常用EDTA作为金属离子的掩蔽剂，但Co2+、Mn2+均会被掩蔽(lgKs分别为16.10和13.47)[3]，使得Co2+、Mn2+不易被测得。而采用柠檬酸钠掩蔽其它金属离子，基本上不影响Co2+、Mn2+的测定。用8-羟基喹啉掩蔽Mn2+以外的其它离子时，由于Mn2+和Co2+的lgKs分别为8.28和10.55，相差不十分大，故试验中选用5.0×10-6mol/L 8-羟基喹啉时，Co2+被掩蔽，Mn2+也有部分被掩蔽，但仍可进行Mn2+的测定。
, http://www.100md.com
2.3 试验测定Mn2+和Co2+时，为避免其在碱性介质中水解加入了3×10-4 mol/L H3PO4，曾用相同浓度的HCl或H2SO4代替H3PO4，发现可得到同样大小的发光值。而选择H3PO4还可达到进一步掩蔽铁等杂质离子的作用。
2.4 试验中用H3PO4冲洗硅胶管后再使用，可提高测定的重现性。
参考文献
1 杨秀岑，伍莉萍，陈达进.华西医大学报，1990；21(3)∶293
2 Xiucen Yang,Zhang Haisong,Wu LiPing. Journal of Chinese Pharmacentical Sciences, 1997, 6(2)∶97
3 K.E.雅齐米尔斯基等，王夔，吴炳辅译.北京：科学出版社，1960, http://www.100md.com
单位：华西医科大学药学院 成都 610041
关键词：化学发光；流动注射；锰；钴；高碘酸钠
流动注射化学发光法同时测定Mn2 提要 利用NaIO4-鲁米诺流动注射化学发光法，以8-羟基喹啉掩蔽Mn2+以外的其它金属离子，柠檬酸钠掩蔽Mn2+和Co2+以外的金属离子，达到同时测定Mn2+和Co2+的目的。Mn2+离子的检测限达0.194 ng/ml，r=0.9984，线性范围(10-9～10-7)g/ml，回收率88.0%～107.6%，测定RSD为1.42%。Co2+离子的检测限达1.717 ng/ml，r=0.9993，线性范围(10-8～10-6)g/ml，加标回收率87.8%～115.5%，测定RSD为1.96%。
, 百拇医药
SIMULTANEOUS DETERMINATION OF Mn(Ⅱ) AND Co(Ⅱ) BY
FLOW-INJECTION-CHEMILUMINESCENCE METHOD
Wu Liping Yang Xiucen Jin Jing Zhang Ming Li Li Cao Hongmei
(School of Pharmacy, West China University of Medical Sciences Chengdu 610041)
ABSTRACT Luminol-NaIO4 system was used for flow-injection chemiluminescence analysis and simultaneous determination of Co2+ and Mn2+.In the presence of 8-hydroxy quinolin, only Mn2+ catalyses the luminescence reaction, most ions encountered being masked. Using sodium citrate as a masking reagent, Co2+ and Mn2+ can be simultaneously measured. The dynamic range was 10-9～10-7 (r=0.9984) and 10-8-10-6g/ml(r=0.9993), for Mn2+ and Co2+, respectively, with a detection limit of 0.194 ng/ml for Mn2+, and 1.717 ng/ml for Co2+.The recovery rate of standard addition were 88.0%～107.6% and 87.8%～115.5%,and RSD were 1.42% and 1.96%, for Mn2+ and Co2+, respectively.
, 百拇医药
Key Words Chemiluminescence Flow injection analysis Cobalt Manganese Sodium periodate
化学发光分析灵敏度高，检测线性范围宽，但重现性较差[1]，流动注射分析具有设备简单、操作方便、快速、重现性好、灵活多样的进样方式和流路系统，且易与别的检测装置结合等优点[2]。将两种方法结合起来，利用Mn2+和Co2+对NaIO4-鲁米诺发光系统具有催化作用，其发光强度与Mn2+或Co2+在一定范围内成线性关系。而Mn2+和Co2+均为人体中必需的微量元素，研究采用8-羟基喹啉和柠檬酸钠作为掩蔽剂，以便同时测定这两种离子，从而简化了测定的手续，每小时可测60个试样，较其它分析方法简便、快速，具有对水质自动化监测的前景。
, 百拇医药
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
IFIS-A型智能流动注射仪(西安弹簧研究所)；GD-1型微光测量仪(西北有色地质研究所)；pH CZ-3型微电脑酸度计(成都青羊环保设备厂)。鲁米诺(Sigma)；NaIO4(AR广州化学试剂厂)；水为电导度小于1.5 μmho/cm的去离子蒸馏水，其它试剂均为AR。
1.2 方法和结果
1.2.1 试验的流路 在负高压为-500 V情况下，采用图1流路。
Fig 1 Manifold for simultaneous determination of Mn2+ and Co2+
, http://www.100md.com
1.2.2 鲁米诺最佳浓度的选择 对pH 12.9，浓度分别为1.0×10-4、1.0×10-3、2.0×10-3、3.0×10-3、4.0×10-3 mol/L鲁米诺进行试验，pH2.9。发光结果见图2(n=3)。
Fig 2 Change in CL intensity with concentration of luminol
Co2+=10-9g/ml,Mn2+=10-9g/ml，NaIO4=3×10-4mol/L
, 百拇医药
1.2.3 NaIO4最佳浓度的选择 对浓度分别为1.0×10-4、2.0×10-4、3.0×10-4、4.0×10-4、5.0×10-4、6.0×10-4 mol/L的NaIO4进行试验。发光结果见图3(n=3)。
1.2.4 最佳pH值的选择 对pH分别为12.8、12.9、13.0、13.1、13.2的NaHCO3-Na2CO3缓冲溶液进行试验，发光结果见图4(n＝3)。
Fig 3 Change in CL intensity with concentration of NaIO4
, 百拇医药
Co2+=10-9g/ml,Mn2+=10-9g/ml,1umino=1.0×10-3mol/L
Fig 4 Change in CL intensity with pH
Co2+=10-9g/ml，Mn2+=10-9g/ml，1uminol=1.0×10-3mol/l，NaIO4=3.0×10-4mol/L
1.2.5 柠檬酸钠浓度的选择 对浓度分别为2.0×10-3、4.0×10-3、6.0×10-3、8.0×10-3、10.0×10-3 mol/L的柠檬酸钠进行试验(固定其它试剂同前)。发光结果见图5(n=3)。
, 百拇医药
Fig 5 Change in CL intensity with concentration of sodiurcitrate
可见，当柠檬酸钠浓度为6.0×10-3mol/L时，Co2+可得到最大发光值，而此时Mn2+接近最大值。
1.2.6 8-羟基喹啉浓度的选择 对浓度分别为1.0×10-6、2.0×10-6、3.0×10-6、4.0×10-6、5.0×10-6、6.0×10-6、10.0×10-6 mol/L的8-羟基喹啉(固定其它试剂同前)进行试验，发光结果见图6(n=3)。可见，当8-羟基喹啉浓度为5.0×10-6mol/L时，Mn2+和Co2+二者发光值的差为最大。
, 百拇医药
Fig 6 Change in CL intensity with concentration of 8-hydroxy quinolin
根据以上结果，选择优化条件为鲁米诺2.0×10-3 mol/L,pH 13.0，NaIO43.0×10-4 mol/L，柠檬酸钠6.0×10-3 mol/L，8-羟基喹啉5.0×10-6 mol/L。
1.2.7 标准曲线和加标回收实验 在上述优化条件下进行测定。以8-羟基喹啉为掩蔽剂(含Co2+ 10-9g/ml)，试验结果见表1、表2。
Table 1 Result of CL determination for various concentrations of Mn2+(n=3)
, 百拇医药
CL
C(Mn2+,g/ml)
0
1×10-9
5×10-9
1×10-8
5×10-8
1×10-7
CL
10.67±0.577
11.5
, 百拇医药
14.33
16.33
28.0
43.67
ΔCL
0.83
3.66
5.66
17.33
33.0
Table 2 Result of recovery test for Mn2+(n=3)
Amt of Mn2+
, http://www.100md.com
in sample(g/ml)
Added
(g/ml)
Detected(
±SD)(g/ml)
Recovery
(%)
1.000×10-9
2.000×10-9
, http://www.100md.com
(3.153±0.136)×10-9
107.65
5.000×10-9
3.000×10-9
(7.640±0.121)×10-9
88.00
以ΔCL为纵座标，C为横座标，直线回归方程为ΔCL=1.6700+3.1400×108C， r=0.9984。由3SD计算最低检出限为DL=1.943×10-10g/ml=0.194 ng/ml。
以柠檬酸钠为掩蔽剂，含Mn2+10-8 g/ml，最后得到的发光值均为扣除了Mn2+的发光值，结果见表3、表4。 Table 3 Result of CL determination for various concentrations of Co2+(n=3)
, 百拇医药
CL
C(Co2+,g/ml)
0
1×10-8
5×10-8
1×10-7
5×10-7
1×10-6
CL
62±0.816
65.5
, 百拇医药
75.25
90.0
159.75
254.25
ΔCL
3.25
13.26
28.0
47.75
192.25
Table 4 Result of recovery test for Co2+(n=3)
, 百拇医药 Amt of Co2+
in sample(g/ml)
Added
(g/ml)
Detected(
±SD)(g/ml)
Recovery
(%)
1.000×10-8
, 百拇医药
2.000×10-8
(2.757±0.058)×10-8
87.85
5.000×10-7
3.000×10-7
(8.466±0.151)×10-7
115.53
以ΔCL为纵座标，C为横座标，直线的回归方程为ΔCL=4.5737+1.8773×108C，r=0.9993最低检出限DL=1.717×10-9g/ml。
, 百拇医药
1.2.8 精密度 用1.0×10-8g/ml Mn2+，其它条件同前，连续测发光值(n=7)，得RSD=1.42%。用1.0×10-8g/ml Co2+，其它条件同前，连续测发光值(n=7)，得RSD=1.96%。
2 讨论
2.1 一般多采用H2O2氧化鲁米诺的发光反应，但在流动注射分析中，因H2O2产生气泡，引起测定基线不稳，而采用NaIO4氧化鲁米诺，避免了产生气泡的缺点。
2.2 常用EDTA作为金属离子的掩蔽剂，但Co2+、Mn2+均会被掩蔽(lgKs分别为16.10和13.47)[3]，使得Co2+、Mn2+不易被测得。而采用柠檬酸钠掩蔽其它金属离子，基本上不影响Co2+、Mn2+的测定。用8-羟基喹啉掩蔽Mn2+以外的其它离子时，由于Mn2+和Co2+的lgKs分别为8.28和10.55，相差不十分大，故试验中选用5.0×10-6mol/L 8-羟基喹啉时，Co2+被掩蔽，Mn2+也有部分被掩蔽，但仍可进行Mn2+的测定。
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2.3 试验测定Mn2+和Co2+时，为避免其在碱性介质中水解加入了3×10-4 mol/L H3PO4，曾用相同浓度的HCl或H2SO4代替H3PO4，发现可得到同样大小的发光值。而选择H3PO4还可达到进一步掩蔽铁等杂质离子的作用。
2.4 试验中用H3PO4冲洗硅胶管后再使用，可提高测定的重现性。
参考文献
1 杨秀岑，伍莉萍，陈达进.华西医大学报，1990；21(3)∶293
2 Xiucen Yang,Zhang Haisong,Wu LiPing. Journal of Chinese Pharmacentical Sciences, 1997, 6(2)∶97
3 K.E.雅齐米尔斯基等，王夔，吴炳辅译.北京：科学出版社，1960, http://www.100md.com