研究了黃原膠和鍵那綠B(JGB)結(jié)合的共振散射光譜.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在pH 9 62水溶液中,黃原膠與染料
探針JGB發(fā)生靜電作用,產(chǎn)生了以328.5 nm為特征峰的共振光散射(RLS)光譜.此波長(zhǎng)下,在一定黃原膠濃度范
圍內(nèi),增強(qiáng)的共振光散射強(qiáng)度(A/RLS)與其具有線性關(guān)系.據(jù)此建立了痕量黃原膠的共振光散射分析方法.當(dāng)JGB
的濃度為2 2X 10-5 mol/L時(shí),測(cè)定黃原膠的檢測(cè)限為12 24ng/mL.
黃原膠,又稱漢生膠,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,是野油菜黃單孢桿菌分泌的一種胞外酸性多糖,具有陰離 子屬性和良好的水溶液性[1].黃原膠在食品工業(yè)、精細(xì)化工、石油采礦、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用.在 油田應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)研究中,準(zhǔn)確測(cè)定黃原膠十分重要.黃原膠的測(cè)定方法有苯酚-磺酸法、色譜法、放射性 標(biāo)記法、有機(jī)碳含量測(cè)定法、沉淀法、粘度法、咔唑法等[2].這些方法有的費(fèi)時(shí),有的干擾大,有的測(cè)定靈 敏度低.本研究建立共振光散射(RLS)法測(cè)定黃原膠濃度.RLS方法具有操作簡(jiǎn)單,靈敏度高的特點(diǎn),已 廣泛地應(yīng)用于生物大分子[3、金屬離子[4、鹵離子[5]、生化藥物[3、納米粒子[7]、表面活性劑[8]、細(xì)菌[9等 的檢測(cè).
鍵那綠B(JGB)是一種陽(yáng)離子型染料,可作為共振光散射探針,對(duì)核酸等生物大分子進(jìn)行檢測(cè)|10.本 研究發(fā)現(xiàn),在堿性條件下,醌亞胺類陽(yáng)離子染料JGB和黃原膠通過(guò)靜電引力結(jié)合產(chǎn)生増強(qiáng)的共振光散射, 最大散射峰位于32& 5 nm處,且RLS増強(qiáng)程度與黃原膠濃度在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系.在此基礎(chǔ)上建立 了測(cè)定黃原膠的RLS方法.
1實(shí)驗(yàn)部分
1. 1儀器和試劑
F2500型熒光分光光度計(jì)(日本日立公司),UV 8500型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(香港天美公司),PHS 3C型酸度計(jì)(成都方舟科技開(kāi)發(fā)公司),MVS 1型漩渦混合器(北京北德科學(xué)器材有限公司).
黃原膠溶液:稱取0. 050 0 g黃原膠固體粉末,溶解于二次蒸餾水中配制成濃度為200?/mL的儲(chǔ)備 液,取25. 00 mL稀釋至500i 0 mL,得10. 0 Mg/mL的工作液,置于冰箱中以備用.
JGB(上海第三化學(xué)試劑廠,上海)儲(chǔ)備液是直接將晶體溶于水配成,濃度為2 0X10-4mol/L;用Brit ton Robinson(BR)緩沖溶液來(lái)控制體系的酸度,用1. 0 mol/L的NaCl溶液調(diào)節(jié)溶液的離子強(qiáng)度.所用試 劑均為分析純;實(shí)驗(yàn)中所用的水均為二次蒸餾水.
1.2實(shí)驗(yàn)方法
在10 mL比色管內(nèi)依次加入1. 0 mL pH 9. 62的BR緩沖溶液、一定量的黃原膠溶液、適量的染料溶 液,每加入一種試劑后用漩渦混合器混合均勻,最后用二次水稀釋定容至刻度線.在熒光分光光度計(jì)上以 同步掃描激發(fā)和發(fā)射單色器以獲得RLS光譜,于X(m=X(I=32& 5 nm處測(cè)定復(fù)合物的共振光散射 強(qiáng)度I和試劑的空白/。,A/=/- I。.激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度均為5. 0 nm.
2結(jié)果與討論
2 1 JGB黃原膠體系的RLS光譜特征
圖2是試劑空白和JGB-黃原膠結(jié)合物的RLS光譜.由圖2可知,當(dāng)JGB與黃原膠在溶液中單獨(dú)存在 的時(shí)候,其在220~ 600 nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)RLS信號(hào)均較弱(線1和線2),但少量黃原膠加入后,JGB -黃原 膠體系的RLS信號(hào)増強(qiáng),最大散射峰位于328. 5 nm,此外在455. 0 nm, 492 0 nm處均能得到増強(qiáng)信號(hào). 在整個(gè)掃描范圍內(nèi),隨著黃原膠濃度的増加,RLS強(qiáng)度増加,表明帶正電的JGB于帶負(fù)電的黃原膠之間發(fā) 生了作用.由于黃原膠具有陰離子屬性,JGB帶正電荷,二者之間通過(guò)靜電作用,形成了復(fù)合物,產(chǎn)生了増 強(qiáng)的RLS.
22實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化
2 2 1試劑加入順序的影響
試劑的加入順序?qū)w系的影響較大,實(shí)驗(yàn)表明采用BRxanthanJGB順序比較好,此時(shí)獲得的RLS強(qiáng) 度大且數(shù)值穩(wěn)定.首先混合緩沖溶液和黃原膠,可以使黃原膠所帶的酸性基團(tuán)在堿性的環(huán)境中更好的離 解増加了體系的有效電荷,容易與JGB形成締合物,獲得較強(qiáng)的RLS信號(hào).
2 2 2 pH值的影響
圖3的pH影響反映了黃原膠與染料分子之間的靜電作用力的影響.帶負(fù)電荷的黃原膠與帶正電荷的 JGB二者在偏堿性環(huán)境下產(chǎn)生較強(qiáng)的RLS信號(hào).如圖3所示,當(dāng)pH = 9. 62左右時(shí)體系的RLS信號(hào)的増 強(qiáng)較大.在p:^ 9. 62時(shí),JGB自身的RLS強(qiáng)度増大,說(shuō)明自身發(fā)生了聚集,不利于其與黃原膠之間的反 應(yīng).如果pH<9. 62或酸度更低的環(huán)境下,黃原膠分子中的羧基和羥基上的負(fù)電荷被H+中和,與JGB的 結(jié)合程度受到削弱,體系的RLS強(qiáng)度降低.
圖3酸度對(duì)RLS的影響 Fig. 3 Dependence of the RLS intensity on pH
2 2 3 JGB濃度的影響
分別在一定含量的黃原膠溶液中加入不同濃度的JGB溶液.如圖4所示,當(dāng)JGB濃度在1. 6X 10-5 ~ 2 45X10-5mol/L的范圍內(nèi),隨著JGB濃度的增加,A/較穩(wěn)定,但當(dāng)JGB濃度大于2. 45X10-5mol/L 時(shí),隨著其濃度的增大,A/值減小.通常情況下,濃度為10-3~10-6mol/L的陽(yáng)離子染料在溶液中有聚集 的特性,并且在該濃度范圍內(nèi),存在著染料單體與二聚體的動(dòng)態(tài)平衡.溶液中離子型染料的聚集導(dǎo)致二聚 體甚至是高聚體的生成,從而直接影響到染料與其它物質(zhì)的結(jié)合反應(yīng)及光譜性質(zhì)[11].由線2可以看出, 當(dāng)JGB濃度低時(shí),其RLS強(qiáng)度較小,說(shuō)明主要以單體形式存在,隨著染料濃度的進(jìn)一步增加,RLS強(qiáng)度急 劇增大,說(shuō)明JGB自身聚合體數(shù)目逐漸增多,這與文獻(xiàn)10的結(jié)果是一致的.線1表示在黃原膠濃度一定的 情況下,隨著體系中JGB濃度的增大,體系的RLS的變化情況.當(dāng)其濃度小于2. 45X10-5mol/L時(shí),體 系的RLS強(qiáng)度隨染料濃度的增加而增加,JGB濃度繼續(xù)增大,則由于自身的聚集程度增加,且自身的吸收 能力增強(qiáng),導(dǎo)致與黃原膠的反應(yīng)減弱,體系的RLS的強(qiáng)度開(kāi)始降低.
224離子強(qiáng)度的影響
JGB黃原膠之間是通過(guò)靜電引力結(jié)合的.由圖5可以看出,介質(zhì)的離子強(qiáng)度的增大,即Na+濃度的增 大將使體系的△/值減小.原因可能是離子氛屏蔽了黃原膠基團(tuán)上的電荷,使得其與JGB的結(jié)合效率減小,
從而降低體系的RLS強(qiáng)度.
2 2 5反應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定性
通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件發(fā)現(xiàn),本實(shí)驗(yàn)體系的反應(yīng)時(shí)間為1~5 min體系的穩(wěn)定時(shí)間為4 ~16h.
2 3共存物質(zhì)的影響
試驗(yàn)了包括金屬離子、糖類和蛋白質(zhì)等物質(zhì)對(duì)黃原膠測(cè)定的影響,結(jié)果見(jiàn)表1.在誤差為±5%的范圍 內(nèi),體系對(duì)金屬離子所能允許存在的最大濃度有較大差別,如對(duì)Pb2+ Cd2+,Zn2+等能容許存在的最大濃 度較小,而對(duì)Ca2+,Ba2+,Mg2+能容許存在的最大濃度則較大.乳糖Lac蛋白質(zhì),氨基酸允許的濃度較小.
表1共存物質(zhì)的影響
Table 1 Effects of Coexists Substances
干擾物質(zhì)共存物質(zhì)的最大允許濃度(±5%) /10-6mol . L-1干擾物質(zhì)共存物質(zhì)的最大允許濃度(±5%) /10-6mol. L-1
Ca2 + Cl-4 200. 0Zn2+N〇3-10 0
Al3 + SO4-120. 5Na +Cl-1 500 0
Pb2,N〇3-5. 0Ba2 +Cl-240. 0
Cd^ Cl-10. 0NHlCl-60. 0
Mg2,S〇4-300. 0乳糖Lac3. 6
BSA *1. 0HSA *1.4
Glycin3. 0G lu cos e2. 0
注:黃原膠溶液濃度為1. 0Pg- mL-1,JGB濃度為2 2K10-5mol/L pH=9 62.
*單位為Pg. mL-1.
24標(biāo)準(zhǔn)曲線和合成樣的分析
在最佳的反應(yīng)條件下,在328. 5 nm處測(cè)定復(fù)合物和試劑空白的RLS強(qiáng)度,以(IRLS值對(duì)黃原膠的濃 度進(jìn)行線性擬合,其結(jié)果見(jiàn)表2.從表2可知,該方法能夠適用于對(duì)微量的黃原膠進(jìn)行測(cè)定.表3是根據(jù)表 1所提供的物質(zhì)的干擾狀況而合成的樣品5次平行測(cè)定所得的結(jié)果.分析數(shù)據(jù)令人滿意.
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