羧甲基纖維素鈉是天然纖維素經化學改性得到的一種具有醚結構的衍生楊，乙基紫分子鏈上的羧基可以成鹽， 最普通的鹽是鈉鹽，即羧甲基纖維素鈉(NaCMC). NaCMC具有粘合、助懸、增稠、乳化、緩釋等作用，在 藥劑中用作液體制劑的助懸劑、增稠劑、乳化劑》在半固體制劑中用作凝膠基質，在片劑等固體制劑中用 作粘合劑、崩解劑、緩釋材料，在食品工業(yè)中也廣泛用作增稠劑和穩(wěn)定劑；本品也用于日化工業(yè)，用于制造 香波、洗發(fā)劑、洗滌劑等w.
根據NaCMC的不同應用，分析的傷重點也隨之不同：文獻[2,3]用粘度法測定NaCMC的分子量，也 有的測NaCMC髙分子聚合物粘度％.而對NaCMC的定量測定，目前方法很少.常童NaCMC可用沉淀滴 定法[5]，少量及微量NaCMC的測定主要是蒽酮分光光度法M’73,它有較好的準確度和重現性，但也有操作 繁冗和靈敏度不高(對NaCMC的檢出限50 mg/Lra)等缺點.此外尚有用凝膠滲透色譜法™和核磁共振 (?]\41?)法[9]測定NaCMC的報道.總之對于NaCMC定量測定的方法研究還遠遠落后于NaCMC的實際應 用.因此進一步發(fā)展測定NaCMC的新方法是值得重視的研究工作.
近年來，共振瑞利散射技術作為一種高靈敏的分析技術*在生物大分子的分析和應用中得到越來越多 的應用6°]，它們主要基于染料生色團在生物大分子上的聚集作用能產生強烈的RRSD1^].本文提出了 RRS測量NaCMC的新方法.該方法靈敏度非常高，對NaCMC的檢出限可高達1.7 ng/mL.在pH = 6.5 的Britt〇n-R〇bins〇n(BR)廣泛緩沖溶液中，NaCMC和EV結合，產生強烈的共振瑞利散射，在501 nm處 出現一個新的強烈的散射峰，另在234 nm，274 nm和326 run處有3個較小的散射峰.NaCMC的濃度在 0.0〗?1.5 pg/mL范圍內，與RRS強度有良好的線性關系.方法具有良好的選擇性，用于合成水樣和煙絲 中NaCMC的測定，獲得了較滿意的結果.并初步討論了 RRS增強的原因以及RRS光譜與吸收光譜的關系.
①收稿日期：2005-09-18
基金項目：國家自然科學基金資助項目（20175018; 20475045),
作者簡介：劉紹璞（1940-)，男，四川廣漢人，教授，博士生導師，主要從事分子光譜分析.
1實驗部分
1.1主要試劑與儀器
1. 1. 1 試 劑
NaCMC標準溶液：準確稱取NaCMCC中國醫(yī)藥上?；瘜W試劑公司）0.250 0 g置于150 mL蒸餾水中， 在溫熱條件下，充分攪拌使試樣完全溶解均勻，冷卻后移人250.0 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻， 貯備溶液的溶度為（1. 〇 mg/mL)，使用時稀釋至20 fxg/mL作為工作溶液.
EV(上?；瘜W試劑采購供應站試劑廠，Gun•進口分裝）染料溶液：2.0X1CT4 mol/L. BR廣泛緩沖溶 液(pH = 1.8?12): 0.04 mol/L H3P04，H3B04 和 HAc 的混合三酸與 0.2 mol/L 的 NaOH 溶液按一定比 例混合，再用酸度計進行酸度校正.
所用試劑均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水.
1.1.2儀 器
Hitachi F-2500型熒光分光光度計，測定參數：狹縫寬度5. 0 nm，光電倍增管(PMT)負電壓為400 V， 此儀器用于共振瑞利散射的測定.香港天美UV-8500型紫外-可見分光光度計用于掃描吸收光譜.PHS-3C 型酸度計(上海分析儀器三廠）調節(jié)溶液酸度.
1.2實驗方法
于10 mL干燥比色管中，依次加入1.0 mL 2. 0X10-4 mol/L的EV，1. 0 mL pH = 6. 5的BR緩沖溶 液和一定量的NaCMC，用水稀釋到刻度，搖勻，放置15 min.將溶液于熒光分光光度計上以;(即 ^A = 0)方式進行同步掃描，可得共振瑞利散射光譜，然后于;測定產物溶液的散射光強度JRRS和試 劑空白的散射強度爲RS，厶JRRS = IRRS — JRRS*
2結果與討論
2,1共振瑞利散射光譜
在堿性三苯甲烷類染料中，EV能與NaCMC產生強烈的RRS散射，結晶紫(CV)和甲基紫（MV)體系 的較低，甲基綠(MeG)、孔雀綠（MG)和亮綠(BG)作用微弱.故本文研究EV-NaCMC體系的RRS光 譜特征及其分析應用等.圖1是EV-NaCMC體系的RRS光譜.可知：EV-NaCMC體系的最大RRS峰位 于501 nm，另在234 nm，274 nm和326 nm處有3個較小的散射峰.
2.2適宜的反應條件 2.2. 1溶液酸度的影響
溶液酸度對EV-NaCMC體系散射強度的影響如圖2. EV本身的散射值在pH小于9. 0時強度很小， 且基本不變，當pH值大于9. 0時，散射值增加較大.EV與NaCMC混合物的RRS強度在pH = 6. 0?8. 0 范圍內最大.故pH = 6.0?8.0為該體系的最佳酸度范圍，本實驗選用PH = 6. 5.最佳緩沖溶液的用量0.5 ?1. 5 mL，本實驗選用1. 0 mL.
2.2.2染料用量的影響
經實驗知，體系最佳染料用量為〇• 8?1. 0 mL,即0. 8X1CT5?1.0X1CT5 mol/L，本文選用1.0 mL.
2. 2.3體系的反應速度及其穩(wěn)定性
試劑空白的RRS強度不隨時間的變化而變化，而EV與NaCMC混合物的RRS強度在15 min之后達 到最大，此后至少能穩(wěn)定85 min,然后緩慢下降.
2.2.4離子強度的影響
用1 moi/L的NaCl溶液研究離子強度對體系RRS散射強度的影響.發(fā)現試劑空白的RRS強度不受 離子強度的影響，而染料與NaCMC混合溶液的RRS強度在NaCl濃度小于0.2 mL時基本不變，然后隨
NaCl強度的增加而緩慢降低.
2.2. 5 有機溶劑的影響
考察了有機溶劑對EV-NaCMC體系RRS強度的影響•空白受有機溶劑的影響較小，但是加入有機溶 劑后，復合物體系的RRS強度急劇降低.
2.3RRS強度與NaCMC的濃度關系
在優(yōu)化試驗條件下，取不同量的NaCMC與EV反應，在相應的波長條件下測量MRRS，以以對NaCMC的濃 度作圖繪制標準曲線.其線性方程為M«s=37.6+9l3.6c，r=0."8 2(”=7)，線性范圍為0.01?I.5 jxg/mL，檢 出限(知)為1. 7 ng/mL，靈敏度非常高.
2.4EV-NaCMC體系RRS的增強 2. 4. 1 EV與NaCMC的結合反應
本文的最佳pH為6.0 — 8.0,適宜的EV濃度為0.8X1CT5?1.0XKT5 mol/L，此時EV主要以一價 陽離子形式存在.圖3是以水作參比，EV-NaCMC體系的吸收光譜.我們發(fā)現當隨著NaCMC濃度的增 加，最大吸收峰596 nm處的吸光度減小，且減小的吸光度與NaCMC的濃度成正比(dA= — 0.035 96 + 0.199 9c, r==0. 9972, rz = 5)，同時在520 nm處出現了一個新的吸收峰，且吸收強度隨著NaCMC濃度的 增加而增強，說明EV和NaCMC結合生成了新的物質.而此時NaCMC分子鏈上存在多個羧基，帶有多個 負電荷.由于靜電引力和疏水作用力等使得帶正電的EV能穩(wěn)定地結合于帶負電的NaCMC上，形成大體 積的復合物• EV本身雖然具有共軛體系，但是分子量較小，不能產生強烈的RRS散射.而NaCMC雖然 具有大的分子量和體積，但是無共軛結構，在近紫外-可見區(qū)無光吸收，只能產生瑞利散射，不能產生共振 瑞利散射•但以普通氙燈作光源時，瑞利散射十分微弱•當兩者結合后，不僅分子體積增大，而且使整個分 子具有大的共輒結構，這是RRS增強的一個重要原因.
2.4. 2體系的吸收光譜及其與RRS光譜的關系
以試劑空白作參比時，所得的EV-NaCMC的吸收光譜如圖4中虛線所示.從圖4可以看出，EV-NaC¬MC 體系的 4 個吸收峰 234 nm，272 nm，317 nm 和 514 nm 分別位于或接近于其 RRS 峰 234 nm，274 nm， 326 nm和501 rnn，能夠發(fā)生散射-吸收-再散射過程，這又是RRS增強的另一重要原因.
1. EV! 2 —5. EV-NaCMC, CNaCMC分別為
0.5, 1. 0, 1. 5, 2, 0» 2. 5 mg/mL| cgy —1- 0X10"5 mol/L
圖3 EV-NaCMC體系的吸收光譜（以水作參比） Fig. 3 Absorption Spectra of EV-CMC System( Against Water) —RRS光譜；…吸收光譜（以試劑空白作參比）
圖4. EV-NaCMC體系RRS與吸收光譜的比較 Fig. 4 Comparison of RRS and Absorption Spectra of EV-NaCMC System
2. S方法的選擇性
按實驗方法考察了一些常見陰、陽離子、氨基酸、糖類、陰離子表面活性劑和陽離子表-活性劑以及 非離子表面活性劑等共存物質對EV共振瑞利散射法測定NaCMC的影響.發(fā)現陽離子表面活性劑干擾較 大，Mg2+，Cu2+，Zn2+次之，其余的金屬離子、非金屬離子、糖類和氨基酸均具有較大的允許濃度.證明方 法具有良好的選擇性.結果見表1.
表1共存物質的影響(含NaCMC 2.0 ng/mL)
Table 1 Effects of Coexisting Substance
共存物質濃度
/fig • mL_1誤差
/%共存物質濃度
/lig • mL'1誤差
/%
Na+ , CP57 5008.1DL-半胱氨酸81.0
K+ , cr1 170-8.2L-酪氨酸203.7
NH4+ , cr183. 1k白氣酸20—4. 5
Ca2+ , cr100-4. 3i>蘇氨酸10.5-4. 1
Mg2' s〇r5. 1-2.9L-組氨酸54. 1
Zn2+ , cr5. 11.4DL-半胱氨酸40-7. 5
Cu2+ , SC^-53.8乳 糖40-7.8
Mn2+，cr5.5-8.5蔗 糖80-4.2
AI3+ , cr2161.6麥芽糖503.2
Fe3+，SOT61.6—3* 4葡萄糖80-1.0
H2PO‘-，K+44.3—3. 4維生素氏103.2
C〇i~，Na+2941.8氣化十六烷基吡啶(CPQ15.6
S〇r，Na+240— 2.8十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)46.8
BSA4-7.0十二烷基tt黢鈉(SDS)13.2
Triton X-100500-3.9聚乙烯基吡咯5004. 6
-i>色氨酸300L3聚乙烯醉(PVA)500-1.8
3應 用
3.1合成樣的測定
根據表1共存物質干擾允許量合成了 3個樣品，考察了 RRS法的準確度和精密度，實驗結果見表2.
萬方數據 可知：該法具有較好的準確度和精密度.
表2合成樣品的測定（均加入l.Ofig/mLNaCMC)
Table 2 Determination of NaCMC in Synthetic Samples
編號其它共存離子平均測定值回收率RSD
/jig • mL"1(mg/L, n=5)/°/o(n=5)/%
1Na+ 115, Fe3+2> Ca2+1; Cl"* 195.3; SOHO; Mg^S;葡萄糖 10;蔗糖10;乳糖蘇気酸11. 51. 00100.02.4
2K+ 30, H2PO「70, Na+ 115; CT 177. 5;葡萄糖 10;麥芽糖 1〇>色氨酸11.51.04104.03. 1
3K+ 3, H2P04_ 7; Na+ 13. 7; HC〇r 35. 7;廉氨酸 10,麥芽糖 l〇f葡萄糖l〇!維生索Bill. 51.02102.02. 7
3.2煙絲提取液中CMC濃度的滿定
在煙草工業(yè)中，纖維素的含量是重要的特征煙草的摻合物，羧甲基纖維素鈉的含量往往是決定久制煙 草營養(yǎng)價值的重要指標.故測定煙絲中羧甲基纖維素鈉的含量具有重要的實際意義.
稱取某一名牌煙絲1. 000 g 3份，將其放入沸水中提取1 h，將提取液過濾，定容到100 mL，得到3個 樣品.取1.0 mL樣品，按照本文實驗方法測定.再在相同的各試樣中加入定量的NaCMC標準樣，測定其 回收率，所得實驗結果見表3.
表3煙絲提取液中NaCMC的瀏定
Table 3 Determination of NaCMC in the Extraction Solution of Cut Tobaccos
.樣品編號w測定結果 /fxg • mL-1RSD
/%NaCMC加人量 />g回收率
/%RSD
/%NaCMC/mg /煙葉/g
)0. 142. 15.097.42.40. 14
20. 162.85.0100. 23.30. 16
30. 153.75.096.43.00. 15
*每一個樣品均測定5個平行樣，再取其平均值.
4結 論
EV共振瑞利散射方法適用于煙絲等不含陽離子表面活性劑的樣品中NaCMC的測定.方法靈敏度很 高，簡便、快速，具有較好的準確度和重復性，可用于微量NaCMC的測定.