用紫外分光光度法测定水相中甲壳素的含量

'第26卷第2期华中农业大学学报Vol.26No.22007年4月JournalofHuazhongAgriculturalUniversityApr.2007,267-269用紫外分光光度法测定水相中甲壳素的含量’黄亮胡先文”岳霞丽王虹叶发兵董元彦(华中农业大学理学院，武汉430070)摘要将甲壳素溶于NaOH/CO(NH)z水相溶剂中，研究了甲壳素水溶液的紫外光谱性质，确定甲壳素在新溶剂中的最佳紫外吸收波长为230nm，试验了不同溶剂组分浓度、测试温度对紫外分光光度法测定甲壳素浓度的影响，发现对于不同溶剂组分浓度的甲壳素溶液，甲壳素的质量百分比浓度与紫外吸收值均有较好的线性相关性，且测定时温度在8---20℃范围内时，测定结果准确。关键词甲壳素;水相溶剂;紫外分光光度法;线性相关性;温度中图法分类号TS201.2文献标识码A文章编号1000-2421(2007)02-0267-03甲壳素存在于虾、蟹、昆虫等壳体中，是含量仅1.2甲壳素水溶液的配制次于纤维素的第二大天然多糖和可再生资源，也是将甲壳素粉碎，过0.635mm筛，配制5份10%大量存在的唯一的天然碱性多糖，每年在地球上生NaOH/4写CO(NH)2(W/W)的水相溶剂各200g,成量达数百亿吨川。甲壳素结构中含有多种官能室温下分别加人1,2,3,4,5g甲壳素，编号为C1,团，并具有生物相容性、可降解性等特点，在医学、纺C2,C3,C4,C5，在一30℃下冷冻3d、搅拌使其溶织、印染、造纸、食品、化工、环保、农业等领域有广泛解，然后离心分离，取上层透明清液用于紫外分光光的用途。但由午甲壳素大分子链上分布着大量的经度计测量，未溶的部分用该混合溶剂多次洗涤、基、氨基和N-乙酸氨基，它们通过各种分子内和分50℃下烘干，测剩余量。另配制5份8写NaOH/子间氢键，形成致密的结晶结构[21，使甲壳素不溶于4%CO(NH)2(W/W)的水溶剂各200g，室温下分水和普通有机溶剂，从而制约了甲壳素的广泛应用。别加人1,2,3,4,5g甲壳素，编号为Hl,H2,H3,最近一些研究者在一种新的水相溶剂体系—H4,H5，重复上述操作。NaOH/CO(NH):中将甲壳素溶解〔3-41，为甲壳素的1.3甲壳素水溶液的最佳吸收波长的测定应用提供了新的途径。取甲壳素水溶液C4，在波长190^400nm处作笔者拟用紫外分光光度法定量分析甲壳素在紫外光谱扫描，确定甲壳素在新溶剂中的最佳吸收NaOH/CO(NH):水相溶剂体系中的浓度，并探讨波长。参比溶液的浓度与以甲壳素水溶液中溶剂温度对定量测定结果的影响，以期为该溶剂体系下的终浓度保持一致，溶剂的终浓度通过酸碱滴定法甲壳素的定量研究提供重要方法。来测定。1材料与方法1.4甲壳素水溶液浓度的定量分析1)不同的溶剂组分浓度对测定的影响。上述1.，材料C1,C2,C3,C4,C5及Hl,H2,H3,H4,H5两组甲甲壳素:大连市鑫蝶甲壳素有限公司产品，采用壳素水溶液的质量百分比浓度，通过下式来确定:粘度法测定其相对分子质量[53为1.88X106，采用甲壳素的质量百分比浓度(%)二元素分析法测定乙酞度[61为980o;NaOH、尿素均X100为分析纯;UV-300型紫外分光光度计:日本岛津公甲壳素水溶液的质量司生产。分别将2组甲壳素水溶液的紫外吸收值和甲壳收稿日期:2006-12-01，华中农业大学科技创新基金项目(52204-06081),湖北省自然科学基金项目((2006ABA187)资助通讯作者E-mail:hxw)maiLhzau.edu.cn亮，男，1982年生，华中农业大学理学院硕士研究生，武汉430070 华中农业大学学报第26卷素质量百分比浓度绘制标准曲线，比较不同的溶剂表1新溶剂中不同起始量的甲壳素的测定值Table1TheconcentrationandUVabsorbancesofdifferentstarting组分浓度下标准曲线的线性相关性。massofchitindissolvedinNaOH/ureaaqueoussolvent2)溶液制备方法对测定的影响。取5份等量样号1)甲壳素起甲壳素剩甲壳素230nm紫C3清液各20mL，第1份不稀释，后面4份依次加始量2)余量3)浓度4)外吸收值5)c1，丈人20,40,60,80mL混合水溶剂稀释，然后在定波CZ0.140.430.902，C3曰0.290.852.089长下测定其吸收值，作标准曲线，比较稀释制备方法30.541.212.907C44与直接配制方法的标准曲线的线性相关性。c50.751.593.331一JHI0.892.054.201l3)温度对测定的影响。在不同的温度下对样i0.340.320.849HZO‘0.580.712.019品C1,C2,C3,C4,C5进行紫外吸收值的测定并根H3八J0.791.102.723H4J据每一温度下的试验数据绘制标准曲线，比较各温任0.991.483.136HS一b1.381-783_502度下所得标准曲线的线性相关性。DNo.;2)lnitialmass/g;3)Undissolved/g;4)Concentration/0o;2结果与分析5)Aboorbanceat230nm2.，最佳紫外吸收波长的确定甲壳素在NaOH/CO(NH)2水相溶剂中的紫外00巴创.来q图谱如图1所示，最大吸收峰位置出现在230nm左JO彭切q右，应为乙酞氰基的紫外吸收峰，这与乙酞氨基在水叫溶剂中214nm左右出现紫外吸收峰不同，主要是紫外吸收光谱中基团吸收峰的位置随溶剂极性的不0.00.51.01.52.02.5同而不同，甲壳素溶于LiCI/DMAc混合溶剂中，其最浓度Concentration/%大紫外吸收峰出现在274nm处[71，这也与溶剂的极图2水相溶剂中甲壳素溶液的紫外吸收值与浓度的关系性相关。本试验中所用的溶剂为NaOH/CO(NH)2水Fig.2TherelativityofchitinconcentrationwithUV相溶剂，最大吸收峰的位置随溶剂的极性不同有所偏absorbanceinaqueoussolvent移。甲壳素溶液在230mm处有最大吸收，因此本研a.10%NaOH/40aCO(NH)2;b.8%NaOH/4%CO(NH)2究的测定波长均选取230nm,标准曲线a的线性相关性比较好，R2值达阅0.9765，由此可见用紫外分光光度法来定量表征甲曰壳素的溶解度是可行的。标准曲线b的线性相关性4。。:翘也较好，R“值达0.9529，这说明不同的溶剂组分浓.月J嗽qJ度对测定的线性相关性影响小，在混合溶剂中不同彭OZ闭的组分浓度下，都可用紫外分光光度法来定量表征I甲壳素的溶解度。0L-2)溶液制备方法对测定的影响。将等量0溶200250300350波长Wavelength/nm液加一定量溶剂稀释后，在,1=230nm处测得紫外吸收值数据如表2所示。图1甲壳素的紫外光谱图表2C3溶液加溶剂稀释后所得的测定值，，Fig.lUltravioletspectrumofchitinTable2TheconcentrationandUVabsorbancesafter2.2甲壳素水溶液浓度的定量分析0solutiondiluted勿solvent1)不同的溶剂组分浓度对测定的影响。溶剂分样号2)加人混合溶剂的体积”甲壳素浓度。紫外吸收值5)0别为10%NaOH/40oCO(NH)2,80oNaOH/4%1.213.396200,612.435CO(NH)2水相溶剂时，加人不同起始量的甲壳素所400.402.11560测得的各试验参数如表1所示。0.301.598800.241.430以离心后所得的透明甲壳素溶液的紫外吸收值1)溶液起始体积为20ml,InitialvolumeofsolutionV=20mL;为纵坐标，以甲壳素溶液的质量百分比浓度为横坐2)No.;3)Volumeofaddedsolvent/mL;4)Concentrationofchitin标所得的标准曲线((a,b)如图2所示。solutions/%;5)Absorbancesat230nn 第2期黄亮等:用紫外分光光度法测定水相中甲壳素的含量以紫外吸收值为纵坐标，以稀释后各甲壳素溶230rim。在此波长下，对不同的Na0H/CO(NH):水液浓度为横坐标作图得标准曲线的R“值为相溶剂组分浓度、甲壳素溶液的浓度与紫外吸收值均0.9547，相关性较好，进一步表明用紫外分光光度有较好的线性相关性。说明用紫外分光光度法来定法来定量表征甲壳素的溶解度是可行的。但是，直量表征甲壳素溶液的浓度是可行的。对不同的配制接配制法所得溶液的紫外吸收值与甲壳素溶液浓度法所得溶液，都可以采用紫外分光光度法来定量表征间的线性相关性比稀释法的好，这是因为，在用溶剂甲壳素溶液的浓度。测试温度对测定结果有一定的稀释甲壳素溶液没有经过低温处理，可能对甲壳素影响，温度太低或太高，都会使甲壳素溶液紫外吸收的溶解性造成影响，使其光学性质发生变化。值不准确，导致紫外吸收值与甲壳素溶液浓度的线性3)温度对定量分析结果的影响。同一批样品在相关性不好。当测定温度为8^-20℃时，测定结果较不同的温度下，根据所测得紫外吸收值与甲壳素溶好。用紫外分光光度法来定量表征甲壳素溶液的浓液浓度绘制的标准曲线的RZ值在5℃为。.9152,度操作简便、结果可靠，可以替代剩余量测定方法。8℃为0.9443，15℃左右达到最大值0.9574;随着温度继续升高，R，值开始下降，20℃为0.9522,22℃则降为0.9346。这是因为温度太低可能会使参考文献r1﹁甲壳素溶液中的水部分凝固形成冰花，从而影响紫L1IJ杜予民，甲壳素化学与应用的新进展〔J].武汉大学学报(自然外测量的准确度;温度太高，甲壳素会以凝胶的形式，科学版)，2004,46(2):181-186.r夕门L一﹂董炎明，毛微.甲壳素化学及应用[J].大学化学，2005,20析出，使甲壳素溶液紫外吸收值增大，导致紫外吸收(2):27-32.值与甲壳素溶液浓度的线性相关性不好。因此，利rn刁wjeJ一郑化，杜予民.纤维素甲壳素共混膜的结构与表征〔J].高分用紫外分光光度计来表征甲壳素溶液的浓度时，应子学报，2002(4).-525-528.FA﹁考虑温度对定量分析结果的影响，在一定的温度范L工JZHOUJP,ZHANGLN.SolubilityofcelluloseinNaOH/u-围内进行。通过试验我们发现温度在8^-20℃的范reaaqueoussolution[J].PolYm)，2000,32(10):866-870.F已门围内，甲壳素溶液的稳定性较好，所得标准曲线线性L﹂﹂MARTINP,GERARDC.Chitinfractionationandcharacter-相关性也较好。izationinN,N-dimethyl-acetamide/lithiumchloridesolventsystem[J].CarbohydrPolym,2002,50(4);363-370.3讨论‘[6]XUJ,MCCARTHYSP,GROSSRA,etal.Chitosanfilmacylationandeffectsonbiodegradability[J].Macromolecules,甲壳素水溶液的紫外光谱研究表明，甲壳素在1996,29;3436-3440.NaOH/CO(NH)Z水相溶剂中的最佳紫外吸收波长为〔7]蒋挺大.甲壳素「M].北京:化学工业出版社，2003;41-46.TheMeasurementofChitinwithUVSpectrophotometryHUANGLiangHUXian-wenYUEXia-liWANGHongYEFa-bingDONGYuan-yan(CollegeofScience，HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,China)AbstractChitinwasdissolvedinNaOH/ureaaqueoussolventandtheUVspectrophotographyplatofchitinwasstudied.TheauthorshadaninsightfulinvestigationontheinfluenceofdifferentsolventcompositionanddifferentmeasuringtemperatureforthemeasurementofchitinconcentrationbyUVspectrophotometry.Itwasascertainedthemaximumabsorb-wavelengthofUVwas230nm,andtherewasfavorablelinearinterrelationsbetweenthecontentofchitinandUVabsorptionwithdifferentsol-ventcomposition.Additionally,whenthetemperatureisintherangefrom8to200C，theresultofmeasureisverysatisfying.Keywordschitin;aqueoussolvent;UVspectrophotometry;linearrelativity;temperature(责任编辑:边书京)'