分光光度法测定痕量锌的方法研究毕业

'分光光度法测定痕量锌的方法研究[摘要]自八十年代以来，环境分析尤其是水体中水溶态金属子的分析的研究在国内外都很活跃。分光光度法是测定水溶态微量金属离子的常用检测方法，该方法操作简便，仪器结构简单、价格低廉。双水相萃取技术是二十世纪五十年代发展起来的新型分离技术。它具有以水为溶剂、价格低廉、不易挥发、污染小、分相速度快、操作简单、可以与其他技术相结合等优点，已经得到业界的广泛重视。通过双水相萃取技术与分光光度法集成应用，建立了集萃取分离和测定金属离子于一身的双水相萃取光度分析方法。系统地研究了锌(11)一锌试剂的配合物在聚乙二醇(PEG)2000一硫酸钠双水相体系中的光谱性质、组成、显色和萃取条件，建立了分析锌(II)的新方法。通过对PEG溶液用量、硫酸钠用量、显色剂的用量、体系的酸度等影响因素的优化，提高了选择性和灵敏度、基本消除了基体干扰。从线性关系、检出限、精密度及抗干扰能力等方面对该方法进行评价。将该方法用于食品等实际样品的分析测定，结果与原子吸收光谱法测定值相符。[关键词]：聚乙二醇；双水相萃取；分光光度法；锌(II) [Abstract]Thestudiesofenvironmentalanalysis，especiallytheanalysisofwatersolublemetalioninwater，areactiveworldwidefrom1980，s.Spectrophotometryisthemostpopulardeteetionmethodappliedtodeterminewatersolubletracemetalion.Itissimpleandconvenient，anditsinstrumentisalsosimpleandlowinprice.Aqueoustwo-phaseextractiontechnique，asanewtypeofseparatingtechniquedevelopedfrom1950，s，hasreeeivedbroadattentioninextractionarea，becauseofitsadvantages，suchas，waterassolvent，lowcost，lessvolatile，lesspollution，fastphaseseparatingspeed，simpleoperation，combinationwithothertechniques.Bytheintegratedapplieationofaqueoustwo-phaseextractionandspectrophotometry，thenovelanalysismethodthataqueoustwo-phaseextractionspectrophotometrywasestablished.Itcanextractandsimultaneouslydeterminemetalions.Thespectralproperties，composition，colorandextraetionsconditionsofzine(II)-zineoneomplexesintheaqueoustwo-phasesystemformedbypolyethyleneglyeol(PEG)2000andsodiumsulfateweresystematieallystudied，andthenovelmethodofanalyzingzinc(II)isestablished.Theseleetivityandsensitivitywasimproved，andthematrixinterferencewasbasieallyeliminatedbyoptimizingtheamountofPEGsolution，sodiumsulfate，chromogeniereagent，theacidityofthesystemandother，factors.Themethodwasevaluatedfromlinearrelationship，deteetionlimitsPreeision，anti-interferencecapabilityandsoon.Themethodwasappliedtoanalyzefoodandothersamples.andtheanalyticalresultswereingoodagreementwiththevaluesmeasuredbyatomicabsorptionspectrometry.[Keywords]：polyethyleneglyeol；aqueoustwo-Phaseextraction；speetrophotometry；zinc(II) 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　指导教师签名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日 分光光度法测定痕量锌的方法研究1前言微量锌与人体健康的关系已成为越来越多的学者讨论的热点问题之一。锌作为人体不可缺少的微量元素之一，日益受到人们的关注和重视。它被称为“生命元素”，人体多种酶的组成成分，具有重要的生理功能，缺锌可导致多种疾病。处于生长发育期的儿童、青少年如果缺锌，会导致发育不良。缺乏严重时，将会导致”侏儒症”和智力发育不良。缺锌会导致味觉下降，出现厌食、偏食甚至异食。锌元素是免疫器官胸腺发育的营养素，只有锌量充足才能有效保证胸腺发育，正常分化T淋巴细胞，促进细胞免疫功能。锌的来源广泛，普遍存于各种食物，但动植物性食物之间，锌的含量和吸收利用率很大差别。但是摄入过量的锌也会引起急性肠炎和呕吐等中毒现象。在天然水体中，过量的锌对鱼类和其它水生生物影响极大，锌对鱼类的致死浓度是0.01mg/L。痕量金属的检测近年来越来越受到人们的重视，过渡金属和重金属在环境水质和其它物质中浓度超过一定值时就会产生毒性，从生态毒性的观点来看，金属离子化合物不仅毒性高，而且还会在各种有机体中积累。故研究锌的测定方法有很大的意义。2选题背景2.1题目来源结合科研2.2研究的目的和意义锌是人类必需的微量元素，对人体有重要生理作用，是人体内200多种酶的组成部分，直接参与核酸、蛋白质的合成、细胞的分化和增殖以及许多重要的代谢，人体内还有一些酶需要锌的激活才能发挥其活性作用。锌是人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中必不可少的物质，人体含锌总量减少时，会引起免疫组织受损，免疫功能缺陷。长期以来，人们对人体因缺少锌而引起的锌缺乏症进行了大量的研究工作。已经证实，由于锌缺乏可以引起多种疾病，甚至危及生命，锌缺乏引起的主要症状有： 厌食、口腔溃疡、生长发育不良、智力障碍，母体先天缺锌将严重影响子代健康。标准人体中含锌量为2~3克。成人每日允许摄入量为巧毫克左右，存在于所有组织中，主要分布于肌肉中，其次分布于骨骼中，此外，视网膜等部位也有分布。其配合物在机体中形成良好的酸碱缓冲体系，使人体血浆闭值保持在中性水平上，锌还使细胞对自由基侵袭有抗御能力。低锌环境中出现胃肠炎、骨骼生长障碍等症状，人体由于职业性暴露等原因摄入过量锌，可能引起以胃肠道刺激为主的中毒症状。当饮用水中锌浓度为30.8毫克/升时，曾发生恶心和昏迷的病例。锌剂的毒性较小，但体内锌量过大也可引起恶心、呕吐、胃部不适、急性腹痛、腹泻等消化道刺激症状，甚至脱水和电解质紊乱。长期服用高浓度锌盐可抑制铜的吸收而造成贫血、生长延迟、肝细胞中细胞色素养化酶活力降低等中毒表现。高锌可减弱免疫功能，因为在镁离子存在下，锌可抑制吞噬细胞的活性，降低趋化作用和杀菌能力；锌过多还可减少维生素C的含量和血液、肾脏、肝脏内的含铁量，同时抑制铁的利用，导致缺铁性贫血。2.3测定锌的方法的发展锌的测定对研究生命科学和生物医学具有重要意义。分光光度法由于操作简便、快速且仪器价格较低，是测定微量锌的常用方法。特别是近几年来，随着各种新显色剂的不断开发和应用，使分光光度法的应用更加广泛。分光光度法测定锌的报道很多，用于分析锌的显色剂也很多。（1）含硫显色剂近年来，虽然已出现许多性能优良的显色试剂，但以双硫腙为代表的经典显色剂，仍然在某些行业作为标准方法应用。锌与双硫腙的反应较为灵敏，最大吸收波长为535nm，摩尔吸光系数为9.26×104L/mol·cm。该方法应用面广，其最大不足是操作繁琐。葛宣宁等将样品溶液的pH调至9.5，然后加入Tween-20的双硫腙混合液，在540nm波长处测定吸光度，建立了双硫腙水相直接光度法测定微量锌。何斌利用锌—-双硫腙-十六烷基三甲溴化铵体系，也对双硫腙水相直接光度法进行了探讨，并成功地用于水中锌的测定。他们的工作均省略了萃取步骤，使操作得到简化。（2）卟啉类显色剂用于锌光度分析的卟啉 类显色剂近年来日益增多，这类试剂之所以受到分析工作者的重视，是因为卟啉类试剂具有易合成、结构类型多、灵敏度高的特点。任建成等研究了乙二胺存在下，在pH10.2的Na2B4O7-NaOH介质中，四(对三甲按苯基)卟啉与锌的显色反应，ε达3.42×105L/mol·cm。候振雨等对锌与meso-四(4-氯-3-磺酸苯基)卟啉和十六烷基三甲溴化铵(CTMAB)三元配合物的形成条件和光度性能进行了研究。由于加入CTMAB，使配合物的吸收峰发生红移，也达到1.1×105L/mo1·cm。应用于人发和小麦中微量锌的测定，结果与原子吸收光谱法相符。（3）偶氮类显色剂偶氮类试剂是目前光度法测定锌研究多应用广的一类试剂，主要有鼻钉偶氮类试剂、咪唑偶氮类试剂、三氮唑偶氮类试剂以及8-羟基喹啉偶氮试剂。曾锋等用卡尔曼滤波递推法，结合析相光度法的选择性分离、富集的特点，在TritonX-100存在下以2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚为显色剂，用析相光度法同时测定水样中锌、锰、镉。潘富友等研究了在pH8~9的NH3-NH4C1介质中，其合成的1-（2-咪唑偶氮)-2-萘酚-4磺酸与锌的显色反应，并应用于人发中锌的直接测定。蒋华江等合成了1-(2，3，5-三氮唑偶氮)-2--萘酚，并研究了在存在TritoX-100的条件下与锌的显色反应。张晓敏等首次合成了5-(2，6-二溴-4-硝基苯偶氮)-8-羟基喹啉，在Tween-80的增溶下其与锌显色反应灵敏度。ε为6.7×104L/mol·cm，比锌试剂灵敏度提高了2.6倍。（4）三氮烯类显色剂三氮烯类试剂是测定金属元素的灵敏显色剂。高篙等合成新的显色剂苯并噻唑重氮氨基偶氮苯，并研究了TritonX-100存在下，在PH11.5的介质中，其与锌的显色反应。刘俊康等研究了乳化剂OP存在下，在pH10.4的介质中，锌与邻羧基苯基重氮氨基偶氮苯发生的显色反应，为2.l×105L/mol·cm。用于直接测定食品包装材料中的锌，并与原子吸收光谱法对照，结果满意。（5）三苯甲烷类显色剂章鹏飞等研究了在pH5的HOAc-NaOAc缓冲溶液中锌与二甲酚橙的显色反应。该方法能消除显色液中剩余二甲酚橙吸收影响，从而使灵敏度提高。夏畅斌等报道了Zn(II)-SCN-罗丹明B-PVA高灵敏度显色反应体系，建立了测定矿泉水中痕量锌的新方法，ε高达1.58×106L/mol·cm，是目前光度法测定锌的最灵敏方法之一。但该方案论证体系对温度要求高宜控制在15~20℃，温度低于15℃显色不完全，高于20℃吸光度下降。 方案论证综上所述，近年来微量锌的光度分析取得了较大进展，各类试剂的灵敏度均有所提高，摩尔吸光系数一般达到104~105，个别的达106。由于各类试剂的选择性和充分利用掩蔽效应，一般无需分离即可直接测定人发、血清、水质及食品中的锌。总之，近几年来关于锌的测定方法很多，而且不同的分析方法有各自不同的优点。其中报道最多的是分光光度法，这种方法灵敏度高，选性好，操作简便，快速准确；其他的分析方法，如库仑分析法在测定锌中的应用比较少。若能将化学的分离富集技术或生富集技术与现代仪器技术相结合测定锌，将会有更广阔的发展前景。对食品中锌的研究对现代人的生活起到很大的作用，对锌含量的测定的技术将广泛应用于人们的生产生活中。3方案论证萃取技术在分离领域有着悠久的历史和丰富的内涵，液-液萃取更以其操作简便、处理量大、设备简单、投资小的优点在精细化学品、生物、制药、食品、稀有金属分析等领域得到了广泛的应用。但是，传统的液-液萃取技术由于使用大量的有机溶剂而不可避免地危害环境。近年来，随着现代科学技术的发展，各种新型的萃取技术也随之问世，如双水相萃取、反胶束萃取等，这些新技术以其各自独特的优势在不同的生产领域得到了应用[1]。其中双水相萃取(Aqueoustwo-phaseextraction，简称ATPE)以萃取条件温和、操作简便·投资小、以水为溶剂、无有机溶剂残留、过程易于放大等优点[2]在基因工程[3]、天然药物化学成分的萃取[4]、生物制药[4]、食品生产[5]等领域得到了广泛的应用。3.1双水相体系的形成、种类和成相机理将两种不同水溶性聚合物的水溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值时，体系会自发地分成两个互不相溶的水相，两相中均含有大量水，构成双水相体系(Aqueoustwo-phasesystem，简称ATPS)。或当一种聚合物与一种盐溶于同一种溶剂时，当聚合物或无机盐的浓度达到一定值时，也会生成互不溶的两个水相。因为使用的溶剂都是水，故称为双水相体系。3.1.1双水相体系的形成 方案论证双水相萃取技术是随着现代生物技术的发展而发展起来的新型分离技术。现代生物技术的发展在很大程度上依赖于生物分离技术的开拓和进展。因此，寻求快速高效、经济简便、适用于生物产品分离和纯化的技术便十分迫切。双水相萃取技术正是随着这种需求而发展起来的。1896年，荷兰微生物学家Beijerinck[6]发现当明胶与琼脂在一定浓度范围内相混合时，得到一个不透明的溶液，随即分成两相，上相含有大部分的明胶，下相含有大部分的琼脂。两相的主要成分都是水，而互不相溶，因此，称之为双水相。这是人类对于双水相体系最早的认识。这种现象现在称之为”聚合物的不相溶性”。此外，某些聚合物溶液与一些无机盐等低相对分子量化合物的溶液相混合时，只要浓度达到一定值，体系也会形成两相。这就是最为常见的聚合物一低相对分子量化合物双水相体系，主要有：PEG/磷酸钾、PEG/磷酸按、PEG/硫酸钠、PEG/硫酸按、PEG/葡萄糖等。上相富含PEG，下相富含无机盐或葡萄糖。从热力学的角度上来讲，当两种高聚物溶液互相混合时，是否相溶决定于混合时熵的增加和分子间作用力两个因素。两种物质混合时熵的增加与分子数有关，根据热力学第二定律可知，组分间混合是熵增加的过程，因而可自发进行。分子间作用力可看作是分子中各基团间相互作用力之和，分子越大，作用力也越大。当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，由于分子量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导地位。因此，一种聚合物的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相。3.1.2双水相体系的种类目前已有的双水相体系根据成相物质的不同可分为以下类型(见表1)。常用的双水相体系一种类型是两种非离子型聚合物，另一种类型是一种聚合物与一种无机盐组成的体系，如：葡聚糖/磷酸盐、聚醚/磷酸盐、甲基纤维素/硫酸盐、聚乙二醇/硫酸盐。聚乙二醇-无机盐体系的萃取专一性高，而且价格低廉，是最为常用的双水相体系 方案论证表l几种典型的双水相体系Table1Sometypesofaqueoustwo-Phasesystems聚合物-水高分子电解质-聚合物-水高分子聚合物-高分子电解质-水聚合物-低分子量组分-水聚丙烯乙二醇-甲氧基聚乙二醇聚乙二醇-聚乙烯醇聚乙二醇-葡聚糖聚吡咯烷酮-甲基纤维素硫酸葡聚糖钠盐-聚丙烯乙二醇羧甲基葡聚糖钠盐-甲基纤维素硫酸葡聚糖钠盐-羧甲基纤维素钠盐硫酸葡聚糖钠盐-羧甲基纤维素钠盐聚丙烯乙二醇-磷酸钾甲氧基聚乙二醇-磷酸钾聚乙二醇-磷酸钾聚丙烯乙二醇-葡萄糖双水相体系最初发现于高分子聚合物的水溶液，当时研究者普遍认为当两种高聚物混合后，由于聚合物分子之间的相互排斥作用和空间位阻效应，使其无法相互渗透，不能形成均一相，因此分子间的排斥作用与混合过程的熵增相比占主导地位，聚合物分子的周围最终聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相件[7-9]，符合相似相容性原则。从微观结构看，聚合物分子被周围的水分子强烈水化，这会诱导周围的水分子有一定的取向，由于两种聚合物周围的水分子结构不相容，有较明显的排斥作用，从而形成界面。但随着高聚物-无机盐、低分子量的某些表面活性剂之间，以及很多普通有机物和无机盐之间的新型ATPS被不断开发出来，这种观点的传统地位受到了挑战。对于这些新型两相体系形成机理的解释也是多种多样[10]：大多数学者认为高聚物-无机盐-H2O型双水相体系的形成是盐析作用的结果[8，11]；表面活性剂混合溶液形成双水相的机理，以Blankstein等为代表的学者认为是表面活性剂混合溶液中不同的组成和结构的胶束平衡共存的结果[8，12-13]；普通有机溶剂乙醇、丙醇等与无机盐形成双水相的机理是有机溶剂与无机盐争夺水分子形成缔合水合物的结果[8，14-15]； 方案论证显然，以上这些理论的解释都有其科学和正确的一面，还有待于进一步的探索。但有学者提出了关于ATPS的双结线模型(bimodalmodel)[l6-18](见图1)，该模型通过定义分子间相互作用的表观排斥体积(apparentexcludedvolume)，在统计几何学的基础上与ATPS的物化性质特别是界面特性(界面张力及界面粘弹性等)进行了关联，进而为研究ATPS的成相机理和分配原理提供了理论参考图l双水相体系的双结线模型Fig.11Thebimodalmodelofaqueoustwo-Phasesystem图中的曲线为双结线(Binodal)，双结线以下的区域为均相区，以上的区域为两相区，也称为工作区。连接双结线上两点的直线称为系线(Tie-line，简称TL)，表示了双水相体系达到相平衡时上、下相组成和总组成的关系。系线上的各点上下相的组成相同，而体积不同，上下相的体积比近似服从杠杆规则，即其中，和分别为上相和下相体积，和分别为A点与B点和A点与T点之间的距离。系线长度(tie-linelength)通过下式计算： 方案论证代表上下相的浓度差。一般情况下，体系对被分配物质的处理能力与系线长度成正比。由于体系的相比沿着系线呈规律性的变化，因此可以根据相图人为的调控体系组成，改变相比，提高目标物质的回收率。但是，如果相比过大或过小，在提高被分配物质回收率的同时也将降低其纯度，影响提纯效果，因此在应用过程中需综合考虑回收率与纯化效果间的相互关系，以保证体系萃取效率的最优化。3.2双水相萃取技术双水相萃取技术(Aqueoustwo-phaseextrationtecnique，ATPET)又称为水溶液两相分配技术。最先是由瑞典lund大学的Albertsson及同学们提出的。即利用双水相成相现象和待分离的物质在两相的分配系数的不同来实现分离和提纯的目的。该技术一出现，就被认为是生物产品分离和提纯的一个有效方法。1956年，Albertsson利用此现象成功地分离了叶绿体[6]，并开创了双水相萃取技术，从此之后，此技术才逐渐发展起来。双水相萃取技术是一种引人注目的、极有前途的新型分离技术，己经被广泛应用于生物化学、细胞生物学和生物化工[l9.20]等领域。3.2.1双水相体系的分配原理有关ATPS萃取方面的报道己有很多，但其影响因素却非常复杂，很难用完整的热力学理论体系来描述。但双水相萃取技术从原则上讲与一般溶剂萃取有许多共同之处。在满足成相的条件下，待分离物质若在两水相之间存在分配系数的差异，就可能实现分离提纯。溶质在双水相中的分配系数也用平衡状态下相和上相中溶质的总浓度之比来表示，其萃取原理是基于物质在两相之间的选择性分配。当物质进入双水相体系后，由于各种表面性质、电荷作用等各种因素[2l]的影响，使其在上、下两相中的浓度不同，两相的浓度比—分配系数K也就不同。借此就可以利用双水相体系进行物质的分离。与传统的萃取相比，该分配系数更大或更小。而且将要分离的物质在很大的浓度范围内，K值为常数，只取决于被分离物质的性质和特定的双水相体系的性质。根据两相平衡时化学位相等的原则，利用Brownstendt方程式可以求得分配系数K： 方案论证式中M—物质的分子量λ—系统的表面特征系数k—玻尔兹曼常数T—温度一般认为M值很大，而K和λ是对数关系，这意味着兄有较小的变化就会带来K值较大的变化，当M值很小，λ很小时，Mλ→O，因而k→1，因此过去认为小分子物质在双水相体系中趋于均匀分配。然而，90年代以来，研究结果表明：用双水相萃取技术处理小分子也取得了较理想的效果，开拓了双水相分配技术的新领域，也为分离金属离子打下了坚实的基础。3.2.2影响双水相萃取的因素影响分配平衡即影响分配系数的因素有很多。在溶液中当一种物质溶于某种物质形成一相时，它便与周围的分子相互作用，这种作用可能涉及到氢键、离子键、水合键，还有其他一些弱作用。一般情况下定量描述这些作用力是困难的，但可以从热力学基本点出发，作一些简单的定性描述。假如物质从下相转移到上相的摩尔自由能变化为△G，那么此分配系数也可以表示为：自由能变化△G主要包含物质与两相间的界面能的变化和两相的电位差，可表示为：式中：γpt—物质在上相的界面张力γpb—物质在下相的界面张力A—表示大分子或粒子的摩尔表面积μt、μo—表示两相电位Z—物质所带电荷 方案论证从上式可以看出，物质的表面积和表面电荷、物质在两相的界面特征、电位差是影响物质分配平衡的主要因素。另外从相图可以看出，PEG或盐的浓度增大，两相的差别增大，两相之间的界面张力差增大，引起分配系数发生变化。因此在具体的实验中应根据实际情况来变化体系的条件，以引起分配系数的变化。山东科技大学硕士学位论文绪论但是在实际的操作过程中，无法固定整个双水相体系，也无法确切的知道分离的体系中有多少其它物质，所以使得整个体系相当的复杂。目前还没有定量的关联模型能预测整个体系的分配关系，最佳的操作条件仍需要具体的实验来完成得到。3.2.3双水相萃取的热力学模型双水相萃取技术是近年来发展起来的、有希望用于大规模提取和纯化生物活性物质的新型生物分离技术。虽然，该技术在应用方面己取得了很大的进展，但几乎都是建立在实验的基础上，到目前为止还没能完全清楚地从理论上解释双水相系统的形成机理以及生物分子在系统中的分配机理。考虑到生物物质在双水相系统中分配时，是一个由聚合物、聚合物(或无机盐)、生物分子和水构成的四元系统，系统中的组分性质千差万别，从晶体到无定形聚合物、从非极性到极性、从电解质到非电解质、从无机小分子到有机高分子甚至生物大分子，这些都不可避免地造成理论计算的复杂性。近30年来，各类用于计算生物物质在双水相系统分配系数的模型时有报道，诸如Baski：晶体吸附模型[22]、Hayne模型[23-24]、Grossman自由体积模型[25]、Diamond一Hsu模型[26]等，其中Diamond一Hsu模型既可计算聚合物/聚合物双水相系统中低分子量肤的分配系数，又能计算高分子量蛋白质的分配系数，有一定的普适性。Diamond和Hsu从扩展的Flory-Huggins理论出发，截止到浓度的二次项，并把相间电势表达为上下相浓度差的二次函数，得到分配系数的简洁表达式如下：式中，K为分配系数，A，b为Diamond-Hsu模型参数，wl为质量百分比，上标“’”表示下相目标产物的浓度，上标“””表示上相目标产物的浓度。此模型对生物质在双聚合物双水相系统中分配行为的关联比较令人满意，但描述PEG/无机盐双水相系统中的分配时，结果并不理想。梅乐和等网在关联尿激酶在PEG/混合磷酸钾系统中的分配系数时，对Diamond-Hsu模型进行了适当的改进，把相间电势表达为上下相浓度差的三次关系，截止到浓度的三次项，得到分配系数的表达式如下： 方案论证式中，A*、b*、c*为改进的Diamond-Hsu模型参数，当忽略三次项(即c*=0)时，式就回复为Diamond-Hsu模型表达式。3.2.4双水相萃取技术的特点双水相萃取技术是一种可以利用较为简单的设备，并在温和条件下进行简单操作就可获得较高收率和纯度的新型分离技术。其体系的成相物质和萃取原理与传统的有机溶剂萃取存在极大的差异。与一些传统的分离方法相比，双水相萃取技术具有以下独有的特点[21]：（1）双水相体系所形成的两相大部分都是水，水含量一般高达70%~90%。（2）两相间的界面张力小，一般为10-7~10-4了mN/m，比一般的有机萃取体系小1~3个数量级。因此，它比一般的有机萃取两相体系界面张力低的多，这样更有利于相际间的物质传递，缩短了相间的传质时间。（3）双水相体系对环境污染小。与普通的有机溶剂萃取相比，形成双水相的物质对人体无害，可用于食品添加剂、注射剂和制药中，是一种环境友好型萃取分离体系。（4）双水相萃取过程一般不需要特殊处理就可以与后续纯化工艺相衔接，易于运用化学工程中的萃取原理进行连续化操作和工程放大。而且容易与离子交换层析、膜分离等新型技术结合。（5）双水相体系中的传质和平衡速度快，回收率高，分相时间短，自然分相时间一般为5~15而min，且能耗较低，可以实现快速分离。（6）高聚物的浓度、无机盐的种类和浓度，以及体系的PH值等因素都对被萃取物质在两相间的分配产生影响，因此可以采用多种手段来提高选择性和回收率。（7）大量杂质能与所有固体物质一同除去，可使整个分离过程更加经济。（8）操作条件温和，由于双水相的界面张力大大低于有机溶剂与水相之间的界面张力，整个操作过程可以在常温常压下进行，对于生物活性物质的提取来说有助于保持生物活性和强化相际传质。 方案论证由于上述优点的存在，双水相体系的应用研究日益受到重视，相关的研究报导逐年增加，再加上其操作简单，且不存在有机溶剂的残留问题，其在物质的分离纯化过程中有良好的应用前景。3.3双水相萃取技术的应用现状人们对双水相体系的研究己近半个世纪，它作为一种新型的萃取体系以其独特的优点在生物[7]、食品[5]、医药[4，28-29]、稀有金属分析[30-31]等诸多领域实现了应用，并发挥着越来越重要的作用。3.3.1双水相萃取技术在生物制药中的应用目前在国外，双水相萃取技术在医药产品中的应用主要是经生物转化的基因工程药物和抗生素以及从动物组织中提取生化药物，科研人员在各种酶、核酸细胞、蛋白质、细胞器、菌体及氨基酸的分离和提纯等方面进行了广泛的研究(见表2)。至今，它已发展成为一种专用于生物产品分离的双水相技术。双水相萃取可用于许多生物物质的分离，它具有选择性好、产物收率高的优点。表2双水相萃取技术在生物分离中的应用Table2Theapplyeationsofaqueoustwo-phaseextrationtechnologyinthebio-separation[32]分离物质举例体系分配系数收率/（%）酶过氧化氢酶的分离PEG/DEX2.981核酸分离有活性核酸DNAPEG/DEX60生长素人生长激素的纯化PEG/盐6.4病毒脊髓病毒和线病毒纯化PEG/盐90干扰素分离β-干扰素PEG-磷酸酯/盐63097细胞组织分离含有胆碱受体的病毒三甲胺-PEG/DEX3.6573.3.2双水相萃取技术在天然产物分离纯化中的应用目前，关于双水相对中草药中有效成份的分离纯化的研究已有少报道，从己有的实例来看，双水相体系具有选择性好、成相时间短、萃取效率高、成本低等传统方法无可比拟的优势，展现了巨大的应用前景。林金清等[33]研究了甘草酸钾在乙醇/硫酸按双水相体系中的分配，通过对成相物质浓度、pH值等因素的调节，实现了分配系数超过13，收率超过96 方案论证%的萃取效果，为在双水相中提取分离甘草酸钾的工业化生产提供了理论依据。张春秀等[34]研究了PEG1500/磷酸盐双水相体系对银杏叶浸取液中的黄酮类物质的萃取，萃取效率达98.2%。其它实例见表3。双水相体系对天然产物的分离纯化研究为传统中药有效成份的分离纯化提供了一条崭新的思路，也代表了它的另外一种发展趋势。表3双水相体系对中草药中有效成份的纯化Table3ThePurifieationofeffeetivecomponentsofChineseherbalmedieineusingATPS中药成分双水相体系回收率葛根素丙酮/磷酸氢二钾95.55%黄岑黄酮EOPO/无机盐>95%芦丁聚乙二醇/硫酸铵94.70%柿叶黄酮聚乙二醇/硫酸铵95.28%3.3.3双水相萃取技术在金属离子分离中的应用自从zvarova提出了利用双水相体系分离金属离子的可能性[39]，无机离子在双水相体系中的分配研究才逐渐展开。双水相萃取技术对于金属离子的萃取分离多用于一些常见金属离子和稀有贵金属的分离。传统的有机溶剂萃取体系所用溶剂污染环境，对人体有害。而双水相体系与其有很大的不同，具有其独特的优点。这是传统的溶剂萃取方法所不可比拟的。因此，双水相萃取作为一种新型的分离技术应用于金属离子的萃取分离方面具有良好的发展前景。近年来，国内外有关学者利用多种常见的显色剂作为萃取剂，对金属离子在双水相体系中的分配行为进行了研究，很好的实现了对金属离子的分离。陈玉焕等[40]研究了稀有元素铟在有配合剂PAR(4-(吡啶偶氮)-间苯二酚)存在和无PAR存在时的聚乙二醇硫酸钱双水相体系中的分配行为。高云涛等[41]研究了金(III)-卤素离子配合物在聚乙二醇/硫酸按双水相萃取体系中的分配行为，邓凡政等[42]利用聚乙二醇2000/硫酸铵/偶氮肿III双水相体系实现了钦和错的分离。双水相体系中金属离子的萃取分离的其他研究情况见表4。表4金属离子的双水相萃取分离Tble4Theaqueoustwo-Phaseextractionandseparationofmetaliron萃取剂成相组分目标离子共存离子 方案论证锌试剂铬天青S碘化钾PAR水杨基荧光酮铍试剂硫氰酸钾铝试剂邻苯三酚红罗丹明B溴化钾二甲酚橙茜素S偶氮氯膦偶氮砷Ⅲ丁二酮肟PEG/硫酸铵PEG/硫酸铵乙醇/硫酸铵PEG/硫酸钠乙醇/硫酸铵PEG/硫酸铵PEG/硫酸钠PEG/硫酸铵PEG/硫酸铵丙醇/NaCl丙醇/硫酸铵PEG/硫酸铵PEG/硫酸铵PEG/硫酸钠PEG/硫酸铵乙醇/硫酸铵Cu(II)La(III)Cd(II)Mo(VI)W(VI)Au(III)Co(II)Fe(III)、Al(III)Bi(III)Ir(III)Hg(II)Pd(II)Fe(III)、Al(III)La(III)、U(VI)Eu(III)Co(II)La(III)、U(VI)、Ce(IV)Ti(IV)Ni(II)、Co(II)、Zn(II)Pd(II)、U(VI)Fe(III)、Cu(II)、Ni(II)、Co(II)Fe(III)、Al(III)、Cu(II)Ni(II)、Mo(VI)Cu(II)、Co(II)、Cd(II)、Mn(II)Cu(II)、Fe(III)、Ni(II)、Co(II)Pt(II)、Pd(II)、Rh(III)Fe(III)、Ni(II)、Co(II)、Mn(II)、Zn(II)Co(II)、Mn(II)、Zn(II)、Fe(II)、Cd(II)Co(II)、Zn(II)、Cd(II)Co(II)Cu(II)、Pd(II)Cu(II)、Fe(III)、Ni(II)、Al(III)由此可见，双水相体系在金属离子的萃取中的成功应用，为金属特别是稀有金属的分离纯化和回收开辟了一条新的途径。金属离子间的双水相萃取分离是在高聚物-盐-萃取剂中进行的，通过控制一定的条件，有的金属离子被定量萃取到高聚物相，有的金属离子不被萃取而留在下层水相，从而实现了某些混合金属离子之间的萃取分离。3.3.4双水相萃取光度法测定金属离子的研究与应用 方案论证双水相萃取技术具有高回收率、选择性好、无需反萃取且具有富集浓缩待测样品的特点。分光光度法是测定金属离子常用的方法。因此，把双水相体系运用到光度分析中，建立一种新型的萃取光度法，使其分离、富集和测定一次完成，可提高测定的灵敏性和选择性。黄秀锦等[63]研究了以二甲酚橙作显色剂和萃取剂，在PEG2000与硫酸钠形成的双水相体系中锌(II)的显色反应条件及应用。结果表明：当pH5.8缓冲液用量为2.0mL，1g/L二甲酚橙溶液用量为1.0mL，30%PEG2000溶液用量为10.0mL，硫酸钠固体用量为2.5g时，锌(II)与二甲酚橙的配合物被萃取到PEG相；配合物在PEG相中的最大吸收峰为535nm，表观摩尔吸光系数。ε=3.625xl04L/mol·cm，锌(Ⅱ)浓度在0.2~1.0μg/10mL范围内符合比耳定律；将该方法用于市售食盐中锌的测定，获得满意结果。邓凡政等[64]研究了铬黑T锌(II)的配合物在聚乙二醇2000-硫酸钠双水相体系中的显色和萃取分离条件，建立了双水相萃取光度法测定发样中锌的新方法。结果表明：当pH9.0缓冲液用量为5.0mL，0.4g/L铬黑T溶液用量为1.0mL，30%PEG2000溶液用量为10.0mL，硫酸钠固体用量为2.0g时，锌(Ⅱ)与铬黑T的配合物被萃取到PEG相；配合物在PEG相中的最大吸收峰为550nm，其配合比为1：2，ε=5.14×l04L/mol·cm；表观摩尔吸光系数ε550=4.97×104L/mol·cm，锌(Ⅱ)浓度在0.0~2.0mg/L范围内符合比耳定律；将该方法用于发样中痕量锌的测定，不同水平的平均回收率为95.9%~96.5%。另外，还有很多学者研究其他离子的分析，或是研究新的萃取体系在金属离子分析中的应用。见表1.5。表5双水相萃取光度法测定金属离子Tablel5Eextraetionspectrophotometriedeterminationofmetalironinaqueoustwo-Phasesystem萃取剂成相组分被测离子波长（nm）ε×104锌试剂茜素SPEG/硫酸铵PEG/硫酸铵Ga(III)Al(III)6305202.942.38 方案论证偶氮砷Ⅲ亚硝基R盐偶氮砷Ⅲ亚硝基R盐邻苯二酚紫铬黑T锌试剂5-Br-PADAP邻二氮菲茜素S铬黑T结晶紫PAR铝试剂PEG/硫酸铵聚乙烯醇/硫酸钠PEG/硫酸铵PEG/硫酸铵PEG/硫酸钠PEG/硫酸钠聚乙二醇乙醇/硫酸铵丙醇/硫酸铵PEG/硫酸铵PEG/硫酸钠PEG/硫酸铵PEG/硫酸铵PEG/硫酸铵Cu(II)U(VI)Co(II)Zr(VI)Pd(II)Be(II)Cu(II)Hg(II)Ru(III)Fe(III)Fe(III)Mn(II)Re(VII)Pd(II)La(III)5306554186605005915606105455085805396365254804.4233.561.71.5812.53.052.2110.811.1412.33.711.4由于传统的萃取方法存在着运行成本高、溶剂污染环境，对人体有害等缺点，而双水相体系与传统的有机溶剂萃取有很大的不同，具有其独特的优点，能够从根本上解决以上问题，这是传统的溶剂萃取法所不能比拟的。因此，双水相萃取作为一种新型的分离技术应用于金属离子的分析具有良好的应用前景。综上所述，双水相萃取技术经过几十年的发展，己经在很多领域发挥了巨大的作用，并具有良好的应用前景。但双水相萃取作为一种新型的技术尚处于起步阶段，其理论依据还有待于进一步的研究。相信随着研究的深入，双水相萃取技术的应用领域将进一步的拓宽，从而成为一种优良的萃取技术。3.4双水相萃取技术亟待深入研究的方面双水相体系对金属离子的分离富集研究尚处于起步阶段，还有许多方面有待于研究探讨。（1）萃取分离机理的研究 方案论证有关双水相系统中溶质分配平衡的理论己有很多研究报道，但是由于影响双水相系统中溶质分配平衡的因素非常复杂，很难建立起完整的热力学理论体系。现在对于影响金属离子萃取率的因素和金属离子与萃取剂的作用方式的研究，还仅停留在宏观测定结果和理论分析的阶段。对这方面进一步的研究，需要有直接从微观入手的分析技术，以及建立双水相体系中金属离子萃取分离过程的热力学和动力学模型。（2）工业生产应用的问题目前，双水相体系对金属离子的萃取分离技术仍处于实验室小规模的应用阶段。今后如何结合实际生产，尽快走工业化应用方面是当前期望研究的课题。（3）成相物质的回收及循环利用问题双水相体系中高聚物和无机盐是主要的成相物质。在萃取过程中，它们的用量都很大，若能将其回收和循环利用，不仅可以减少处理废品的费用，而且能节省物料的消耗，降低萃取分离工艺成本。因此，探索出一条切实可行的途径，具有非常重要的实际意义。（4）开发廉价、性能好且无毒的成相物质(聚合物)和盐类。（5）双水相萃取技术与其他相分离技术的集成单一的双水相体系由于存在一系列的不足之处，因此发展与其他技术的结合和集成是发展方向，充分利用其他分离技术的优点来弥补其存在的缺点，以达到理想的分离效果。目前这方面的研究主要有：双水相萃取技术与层析分离技术、电泳技术、膜分离技术等相结合。（6）强化分离效果技术应用于双水相萃取体系对于高聚物双水相体系来说，由于其粘度高，相密度差别小，相分离时间较长，完全分离一般需要10~30分钟。因此，强化分相效果、缩短分相时间是一项研究的课题，这对于工业应用的连续化操作有很大的意义。有关这方面的报道较少，Flygare等通过在双水相体系中添加铁氧颗粒，利用磁场来加速相分离。综上所述，双水相萃取技术经过几十年的发展，己经在很多领域发挥了巨大的作用，并具有良好的应用前景。做为一种新型的分离技术，双水相萃取仍处于开发和研究阶段，其理论依据还有待于进一步的研究，新的萃取体系有待发现，最佳的工艺条件和分相技术有待进一步研究。但可以相信，双水相萃取分离技术的应用领域将进一步的拓宽，从而成为一种优良的萃 实验部分4实验部分4.1主要仪器与试剂AY120电子分析天平(日本岛津公司)；721型分光光度计(美国Perkin-Elmer公司)；笔式pH计(PHF-8型)（上海精密仪器有限公司，精度±0.01）4.1.2实验试剂1.3g/L锌试剂溶液：准确称取锌试剂0.1300g，放入100mL的烧杯中并用少量水溶解，然后转入100mL容量瓶并加水定容至刻度，摇匀，放置于冰箱中保存；1mg/mLzn(Ⅱ)标准溶液：称取1.106g的ZnSO4放入1000mL容量瓶中并定容至刻度，摇匀，作为储备液，其中Zn(Ⅱ)浓度为1mg/mL。用时稀释制得1μg/mL的标准溶液；H2BO3-Na2B4O7：缓冲溶液：先配制0.2mol/L硼酸溶液和0.05mol/L硼砂溶液，混合制得不同pH值的缓冲溶液；300g/L聚乙二醇(PEG)2000溶液：准确称取150g聚乙二醇2000，放入300mL的烧杯中加入少量水后加热溶解，然后转入500mL容量瓶中并定容至刻度，摇匀；混合掩蔽剂：称取2g氟化钠、2g酒石酸钾钠和1g硫脉，放入100mL的烧杯中并用水溶解，然后转入100mL容量瓶并加水定容至刻度，摇匀，放置于冰箱中保存。4.2实验方法在10mL比色管中，依次加入缓冲溶液2.0mL，1.3g/L锌试剂溶液0.5mL，1μg/mL的Zn2＋标准溶液1.0mL，300g/LPEG溶液4.5mL，加水定容至10mL，再加入固体无水硫酸钠1.0g。振荡2~3min，使硫酸钠溶解。静置，体系立即开始分成上、下相(上相富含PEG，简称PEG相；下相富含硫酸钠，简称盐相)，同时锌(Ⅱ)与锌试剂所形成的有色配合物被萃取到PEG相。待十分钟，两相之间的界面膜清晰后，用滴管移取PEG相萃取液。转移入10mL比色皿中，以试剂空白为参比，用721型紫外可见分光光度计在630nm处测定锌(Ⅱ)-锌试剂配合物5结果与讨论5.1PEG相中配合物的吸收光谱当300g/LPEG溶液的用量为4.5mL、硫酸钠用量为1.0g、1.3g 实验部分/L锌试剂溶液的用量为0.5mL、pH7.4的缓冲溶液用量为1.0mL和lμg/mL的Zn2+标准溶液为2.0mL时，按实验方法，用721型紫外可见分光光度计在450~750nm的波长范围内测定萃取相中锌-锌试剂配合物的吸光度，得吸收光谱，如图5.1。结果表明：在PEG相中配合物的最大吸收波长为630nm。故测定波长选用630nm。5.2PEG溶液用量的选择当硫酸钠用量为1.0g、1.3g/L锌试剂溶液的用量为0.5mL、pH7.4的缓冲溶液用量为l.0mL和lμg/mL的Zn2+标准溶液为l.0mL时，在0~6.5mL的范围内改变PEG溶液的用量，考察双水相的形成及配合物的萃取情况。实验结果(如图5.2)表明：PEG实验部分溶液的用量小于3.5mL时，体系不能分相；然而用量为4.0mL时分相速度太慢，用时20min分相完，且界面模糊不清晰，萃取也不完全；当用量为4.5mL时，吸光度较高且萃取效果好；增加PEG溶液的用量，由于PEG相体积变大，吸光度随之减小。综合考虑，PEG溶液的用量选择4.5mL。表6PEG溶液用量的影响Table6EffectofamountsofPEGsolutionPEG溶液用量44.555.566.5吸光度0.0910.1160.1070.0880.0770.067 实验部分图4PEG溶液用量的影响Fig.4EffectofamountsofPEGsolution5.3硫酸钠用量的选择硫酸铵和硫酸钠在高分子双水相系统中的盐析作用明显。但由于铵根离子在该体系中影响锌的测定。因此，本实验选择硫酸钠作为该体系的无机盐，并进行优化。当300g/LPEG溶液用量为4.5mL、1.3g/L锌试剂溶液的用量为0.5mL、pH7.4的缓冲溶液用量为1.0mL和lμg/mL的zn2+标准溶液为1.0mL时，在0.5~1.4g的范围内改变硫酸钠固体用量。实验结果(图5.3)表明：硫酸钠用量低于0.8g时，体系不能分相；然而用量为0.85g时分相速度太慢，用时25min分相完，且界面模糊不清晰，萃取也不完全；在1.0~1.2g之间时，分相清晰且分相速度快，吸光度较大；但当用量大于1.3g时，PEG相粘度增加，由于盐效应增强，吸光度不稳定，且下层富盐相浑浊。综合考虑，硫酸钠的用量选择1.0g表8硫酸钠用量的影响Table8Effectofamountsofsodiumsulfateadded硫酸钠用量0.90.9611.11.2吸光度0.0260.120.150.1430.138 实验部分图3硫酸钠用量的影响Fig.3Effectofamountsofsodiumsulfateadded5.4酸度的选择当300g/LPEG溶液用量为4.5mL、硫酸钠用量为1.0g、1.3g/L锌试剂溶液的用量为0.5mL和μg/mL的Zn2+标准溶液为1.0mL时，分别试验了pH7.4、8.0、9.0的H2BO3-Na2B4O7：缓冲溶液及用量在0~3.0mL范围内的影响。结果发现：在pH7.4的缓冲溶液中配合物吸光度高且维持不变。故实验中选用pH7.4的缓冲溶液；用量在1.5~5mL之间，被萃取到PEG相中的配合物的吸光度最大，如图4.4。故缓冲溶液的用量选择2.0mL。表9酸度的影响Table9Effectofamountsoftheacidity缓冲液加入量0.050.10.150.20.250.3吸光度00.0450.1250.130.120.115 实验部分图4酸度的影响Fig.4Effectofamountsoftheacidity5.5锌试剂用量的影响当300g/LPEG溶液用量为4.5mL、硫酸钠用量为1.0g、pH7.4的缓冲溶液用量为2.0mL和μg/mL的Zn2+标准溶液为1.0mL时，考察锌试剂的用量在。一1.omL范围内的影响。实验结果(图4.5)表明：当用量在0.2~0.5mL之间时，由于体系中参与配合作用的锌试剂增多，使体系中锌(Ⅱ)锌试剂配合物的浓度增大，从而吸光度也逐渐增分光光度法测定痕量锌的方法研究进展大；而当用量达到0.5mL之后，吸光度变化平缓。显色剂的用量选择0.5mL。表10Table10锌试剂的用量0.20.30.40.50.71.0吸光度0．0000.0400.0750.1150.1100.112 分光光度法测定痕量锌的方法研究进展图5锌试剂用量的影响Fig.5Effectofamountsofzineonsolution5.6配合物稳定性及组成当300g/LPEG溶液用量为4.5mL、硫酸钠用量为1.0g、1.3g/L锌试剂溶液的用量为0.5mL和pH值为7.4时，按实验方法制备溶液，待分层后取PEG相并每隔3min测定其吸光度。实验结果(图4.6)表明：配合物瞬间显色完全，30min内吸光度值基本不变。振荡后的静置时间选择10min。表11时间的影响Table11Effectoftime稳定时间051015292530354045A0.0950.1180.1300.1390.1350.1420.1360.1360.1370.138 分光光度法测定痕量锌的方法研究进展图6时间的影响Fig.6Effectoftime确定溶液中配合物的组成，就是求出配合物中金属离子与配位体的化合比。本实验中采用了试验选定的条件：当300g/LPEG溶液用量为4.5mL、硫酸钠用量为1.0g、pH7.4的缓冲溶液用量为2.0mL和μg/mL的Zn2+标准溶液为1.0mL时，用光度法来确定PEG相中锌(Ⅱ)-锌试剂所形成的二元配合物的组成。实验中测定波长为630nm。(1)利用等摩尔连续变化法来确定PEG相中锌(Ⅱ)-锌试剂所形成络合物的组成由图4.7知，曲线的极大值相对应的横坐标值约为0.5。这也就是说在PEG相中锌(11)与锌试剂形成的络合物的组成为1：1。表12等摩尔连续变化法测定配合物的组成Table12DeterminationofcompositionofcomplexusingthemethodofequivalentmolarityZn0.10.20.30.40.50.60.70.80.9A0.00540.0110.0150.0160.01650.01520.01230.00580.0025 分光光度法测定痕量锌的方法研究进展图7等摩尔连续变化法测定配合物的组成Fig.7Determinationofcompositionofcomplexusingthemethodofequivalentmolarity(2)利用摩尔比法来确定PEG相中锌(Ⅱ)-锌试剂所形成络合物的组成当加入的锌(Ⅱ)量相对于锌试剂量较小时，溶液中锌试剂处于过量，所加入的锌(Ⅱ)全部转化为络合物，溶液的吸光度与金属离子和配位试剂的摩尔比值呈直线关系；而当锌(Ⅱ)加入量超过了配位试剂的络合能力时，锌(Ⅱ)浓度继续增大，吸光度也不再有显著增加。曲线发生转折，转折点相应的摩尔比值，即为配位数。由图4.8可知配位数大约为1.0，也就是说锌(Ⅱ)与锌试剂形成的络合物的组成为：表13摩尔比法测定配合物的组成Table13Determinationofcompositionofcomplexusingmolarratiomethod锌与锌试剂摩尔比0.000.370.550.720.881.201.521.80A0.0150.0250.0410.0450.0430.0440.0470.046 结论图8摩尔比法测定配合物的组成Fig.8Determinationofcompositionofcomplexusingmolarratiomethod6方法评价通过对实验条件的优化，确定了测定Zn(Ⅱ)的最佳条件。在此基础上，从线性关系及抗干扰能力等方面对该方法进行评价。6.1线性范围配制一系列Zn2+标准溶液，按实验方法，在选定的实验条件下，测定PEG中配合物的吸光度。以配合物的吸光度对Zn(Ⅱ)的浓度作标准工作曲线，并进行线性回归，如图4.9。实验结果表明：Zn2+的浓度在。0~2.0μg/mL的范围内符合比尔定律，线性方程为A=0.0921C(μg/mL)+0.0295，相关系数R=0.9991，表现摩尔吸光系数ε630nm=7.3×l04L/(mol·cm)。表14标准工作曲线Table14Standardworkingcurve 结论Zn浓度mg/L0.000.100.250.501.001.502.00吸光度A0.0260.0380.0540.0770.1180.1640.217图9标准工作曲线Fig.9Standardworkingcurve6.2共存离子的影响为了考察该方法的选择性，按实验方法，在PEG-硫酸钠-锌试剂双水相体系中，加入1.0μg/mLZn2+，试验了多种常见阴阳离子对该体系的影响，以误差小于5%计为不干扰测定。1000倍的K+，Na+，Ba2+，F-，Cl-，NO3-，SO42-；100倍的Ag+，NH4+，Cr3+，PO43-，柠檬酸根，10倍的Cd2+，Ca2+，Mg2+，Sn2+，Bi3+，SCN-；等量的Fe3+，Al3+，Pb2+，Ni2+不影响Zn2+离子测定结果；因为EDTA与Zn2+的稳定常数相对较大，极少量即产生干扰，实验中不能有EDTA。等量的Cu2+对Zn2+测定有正干扰，可加入氟化钠-酒石酸钾钠-硫脉混合掩蔽剂提高方法选择性。7样品的测定 结论8结论本论文对双水相萃取与分光光度法的联用以及相应的分析方法进行了研究。结论如下：(1)通过研究聚乙二醇双水相体系对锌(II)离子的配合物的萃取分离，建立了同时萃取分离和测定的双水相萃取光度分析方法。提高了选择性和灵敏度、(2)研究了锌(II)-锌试剂配合物在聚乙二醇(PEG)2000-硫酸钠双水相体系中的光谱性质、显色和萃取分离条件，并进行了优化。当300g/LPEG溶液用量为4.5mL、硫酸钠用量为1.0g、l.3g/L锌试剂溶液的用量为0.5mL和pH值为7.4时，配合物被萃取到PEG相，且效果较佳。探讨了共存物质对Zn2+萃取测定的影响及消除方法。实验表明：PEG相中的配合物的最大吸收波长为630nm；PEG相中配合物的组成为1：1；Zn2+的线性范围为0~2.0μg/mL，表观摩尔吸光系数为7.3×104L/(mol.cm)。本方法用于含锌水样中Zn2+ 结论的测定，结果与原子吸收分光光度法测定值相符，不同水平的回收率为99.3~103.0%。参考文献参考文献[1]张鸾.束胶分光光度法测定食品中的锌［J］.中国医药指南，2008，6(4)：115[2]刘道杰．PNA-乳化剂OP分光光度法连续测定血清中的锌和铜［J］．分析化学，1985，3(8)[3]吴严亮，陈港．纸张中锌含量的分光光度测定法研究［J］．中国造纸学报，2011，26(4)[4]黄永玲，赵会英，佟馨．用双硫腙分光光度法测定锌血康片中葡萄糖酸锌含量［J］．1999[5]邢福，季大伟，沈颂章，等．分光光度法测定当归中铜铁锌含量的研究 ［J］.微量元素与健康研究，2010，27(2)：29-30[6]赵福岐，许洛，杨志孝，等．分光光度法测定人发痕量锌［J］．泰山医学院学报，1988，9（3）[7]任建林，周桂花，林枫等．葡萄酒中铁和锌含量的测定［J］. 宁夏大学化学工学院，2007[8]司文会，印天寿．食品分析中微量元素铁、锰、锌、铜快速分光光度测定法的研究［J］.广东微量元素科学，1998，5(8)[9]莫晓玲．分光光度法测定有机肥料中铜、铁、锌、锰含量［J］中国土壤与肥料，2011(2)[10]韦星船，周勇强.分光光度法测定土壤和污水中的微量锌［J］.化学世界，7[11]ShuanbaoTian，YongbingHao，XuefangShang.DeterminationofZninFOLIUMNELUMBINISfromFuniushanbyUVSpectrophotometry［J］.MedicinalPlant2010，1(11)：39-41[12]YanqunZu，LaurentBock，YuanLi.FactorsaffectingtraceelementcontentinperiurbanmarketgardensubsoilinYunnanProvince，China［J］.JournalofEnvironmentalSciences2011，23(3)：488-496[13]QingshanShi，ShaozaoTan，QiuhuiYang，ZepengJiao，PreparationandCharacterizationofAntibacterialZn-ExchangedMontmorillonites［J］.JournalofWuhanUniversityofTechnology-Mater，2010，5(25)：725-729[14]罗道成，刘俊峰．双波长分光光度法测定电镀废水中微量锌［J］．化学试剂，2011，33(7) 参考文献[15]黄小玉，雷光洪，杨国章，等．双硫腙水相分光光度法测定维参锌胶囊中锌的含量［J］．中国药房，2009，20(13)[16]刘汉方，周淑敏，徐列兵，等．双硫腙四氯化碳法直接测定尿锌［J］．中国卫生检验杂志．2008，18(7)[17]谢海．双水相萃取技术研究现状［J］．化学工业与工程．2006，23(5)：463-54[18]刘波，王英峰，郭雪清，等．新型萃取分离技术在生物技术中的应用［J］．首都师范大学学报．2005，26(2)：463-54[19]谭平华，林金清，肖春妹，等．双水相技术研究进展及应用［J］．化工生产与技术．2003，10(1)：19-23[20]霍清，林强，赵玉娥，等．利用双水相乙醇-磷酸氢二钾体系萃取甘草有效成分的研究［J］．精细化工．2002，19(2)：65-67[21]谭平华，林金清，陈培钦，等．异丙醇-磷酸氢二钾-水三元体系的溶解度和液液相平衡［J］．华侨大学学报．2003，24(2)：179-183[22]国大亮，朱晓薇，等．双水相萃取法在天然产物纯化中的应用［J］．天津药学．2006，18(1)：64-67[23]林金清，董军芳，李夏兰，等．乙醇/硫酸铵双水相体系萃取甘草酸钾的研究［J］．精细化工．2004，21(3)：165-167[24]张春秀，胡小玲，卢锦花，等．双水相萃取法富集分离银杏叶浸取液的探讨［J］．化学研究与应用．2001，13(6)：686-688[25]霍清．葛根素在双水相体系中的分配特性的研究［J］．北京中医药大学学报．2004，27(4)：51-53[26]李蕾，范小娜，戚琦，等．聚乙二醇-硫酸铵-水双水相体系萃取测定银杏叶中芦丁的含量［J］．南昌大学学报（理科版）．2004，28(3)：243-245[27]赵晓莉，岳红，张颖，等．柿叶黄酮在双水相体系中的分配行为［J］．林产化学与工业．2006，26(1)：483-86[28]高云涛，王伟．金（III）在聚乙二醇-硫酸铵双水相体系中的分配行为及萃取机理［J］．应用化学．2002，19(6)：578-581[29]邓凡政，石影，江玉波，等．双水相体系中钛、锆的分离［J］．稀有金属．2001，25(6)：471-473[30]邓凡政，陈影，谢召久，等．聚乙二醇-硫酸铵-锌试剂体系中铜、镧、铀、铈萃取性能研究［J］．理化检验-化学分册．2006，42(5)：349-351[31]邓凡政，石影．双水相体系中镧、钛的分离及光谱性能［J］．光谱学与光谱分析．2002，22(3)：441-444[33]邓凡政，石影等．PEG-Na2SO4-PAR体系中Pd（II）、U（VI）、Mo（VI）的萃取分离［J］．光谱学光谱分析．2000，20(3)：440-442 参考文献致谢4.朱自强，关怡新，李勉.双水相系统在抗生素提取和合成中的应用[J].化工学报，2001，52(12)：1039-10455.Guido.S，Simeone.M，Alfani.A.InterfaeialtensionofaqueousmixturesofNa-easeinateandNaalginatebydroPdeformationinshearflow[J].CarbohydratePolmers，2002，(48)：143-15211LishH，HeehYLiuHW，et.al.Iiquidbasedaqueousstwophasesystem，asamplePretreatmentProeedurepriortohigh-Performanceliquidchromatographyofopiumalkaloids[J].JournalofChromatograPhy，B，2005，(826)：58-6217.关岳.双水相系统[J].科学(上海)，1996，48(1)：30-3318.silvaME，FraneoTT.LiquidliquidextractionofbiomoleeulesindownstreamProcessing-areviewpaper[J].BrazJChemEng，2000，(17)：1-1721.刘茉娥，陈欢林.新型分离技术基础：第2版[Ml.浙江：浙江大学出版社，1999，81-11326.DiamondAD，HsuJT.FundamentalstudiesofbiomoleeulePartitioninginaqueoustwo-Phasesystems[J].BioteehmologyandBioengineering，1989，(34)：1000-101427.梅乐和，朱自强，林东强等.聚合物/盐体系中BSA分配系数的测定和关联[J].浙江大学学报，1999，33(l)：52-5660.石影，邓凡政，石燕.双水相体系中镍的光谱性能及测定[J].光谱学与光谱分析，2003，23(3)：591-59363.黄秀锦.双水相体系光度分析法测定食品中的锌[J].食品研究与开发，2005，26(4)：123-12464.邓凡政，贾凤琴.聚乙二醇一铬黑T-硫酸钠双水相中锌的测定[J].中国卫生检验杂志，2009，19(l)：67-68121.腾毓敏，许生杰.超高灵敏显色反应及其应用一生命活性元素锌的高灵敏光度法[J].分析化学，1990，15(6)：515-519122.虞精明.锌的光度分析进展[J].理化检验一化学分册，2003，39(4)：247-250123.GB7472-1987，水质锌的测定一双硫踪分光光度法 致谢124.GB/T5009.14-1996，食品中锌的测定方法125.葛宣宁，徐爱萍，刘佑铭，等.非离子表面活性剂存在下双硫踪水相直接测定微量锌〔J].中国卫生检验杂志，1992，2(5)：313-314126.何斌.锌一双硫踪一澳化十六烷基三甲按水相光度法测定水中微量锌[J].干早环境监测，1993，7(4)：199-201127.任建成，刘志先，刘连栋，等.四(对三甲按苯基)叶琳分光光度法测定稻米中的微量锌[J].分析试验室，1996，15(2)：50-52128.侯振雨，王泽云，张玉泉.meso-四(4-氯-3-磺酸苯基)卟啉与锌显色反应的研究与应用[J].理化检验一化学分册，1997，33(5)：216-217129.曾锋，崔昆燕，应敏，等.卡尔曼滤波析相光度法同时测定锌、锰、福-2-(5-溟-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基苯酚-TritonX-100体系[J].分析化学，1996，24(6)：736130.潘富友，张孙玮.新显色剂IANS分光光度法连续测定铜和锌[J].化学试剂，1993，16(2)：119一121131.蒋华江，叶巧云.新试剂1-(2，3，5-三氮唑偶氮)-2-萘酚与锌的显色反应研究及应用[J].理化检验-化学分册，2000，36(11)：481-482132.张晓敏，应敏，赵清明，等.新试剂5-(2，6-二嗅-4-硝基苯偶氮-)-8-轻基喳琳的合成及与锌的显色反应研究和应用[J].分析试验室，15(l)：21-23133.李友君，马文涛，刘建华，等.锌试剂分光光度法测定发锌[JJ.中华预防医学杂志，1997，31(2)：112-113134.高篙，赵书林，姜玉璞，等.新试剂苯并噬哇重氮氨基偶氮苯与锌的显色反应的研究[J].理化检验-化学分册，1999，35(10)：447-448135.刘俊康，李在均，陈烨璞，等.邻梭基苯基重氮氨基偶氮苯与锌显色反应的研究及其应用[J].理化检验-化学分册，2000，36(2)：80-81136.章鹏飞，部洪文.β修正—XO新光度法测定痕量锌[J1.理化检验-化学分册，1994，30(2)：93-94137.夏畅斌，王金球.高灵敏度分光光度法测定痕量Zn(II)的研究[J].分析试验室，2000，19(2)：77-78 致谢致谢十分感谢长江大学给我提供学习锻炼的机会与条件，使我了解到了知识改变命运的道理，使我的人生得到了升华。在四年的本科学习阶段中，化学与环境工程学院的领导和老师给了我无数的帮助，也给了我无微不至的关怀，有了他们的辛勤工作，我才能顺利的完成本科阶段的学习。我在这里真诚的对他们说一声：谢谢!其次，感谢周享春教授在毕业设计期间对我的悉心指导并提供了充足的实验条件。他渊博的知识、勤奋工作的精神、谦和的为人品德以及卓有成效的科研方法，是我努力学习的榜样，将使我终身受益。我的毕业设计任务之所以能圆满完成，源于大学里所有教导过我的老师，学院的领导对我的悉心教导。在此，我向周享春教授表示深深的谢意。在此，我还要特别感谢管理实验室的冯老师，为我们提供许多无私的帮助，才能使我得以顺利完成论文。感谢陪我一起走过四年大学生涯的同学、朋友们，感谢他们对我的照顾与关心，谢谢他们给予我无私的帮助和支持！2012年6月15日 致谢学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）：年月日学位论文出版授权书本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：□公开□保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 致谢作者签名：_______导师签名：______________年_____月_____日_______年_____月_____日 致谢独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:二〇一〇年九月二十日 毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 致谢二〇一〇年九月二十日 致谢致谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 致谢回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。'