李衛(wèi)華，古 玲，關(guān)翠林，王尚芝

(山西 大同 大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，山西 大同 037009)

鐵是人體含量最豐富的必需微量元素，它對機(jī)體的新陳代謝有重要的調(diào)節(jié)作用。目前，食品中痕量鐵的測定常用原子吸收法和分光光度法：原子吸收法需要昂貴的儀器，分析成本較高，不便于推廣應(yīng)用；普通光度法所需儀器價格低廉，但靈敏度不夠高。催化動力學(xué)光度法是在普通光度法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型高靈敏度光度法，它利用催化反應(yīng)速度在一定范圍內(nèi)與催化劑的濃度的定量關(guān)系，用光度法或其他檢測方法檢測催化反應(yīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)對催化劑濃度的測定。其靈敏度高，選擇性好，儀器簡單價廉，便于推廣應(yīng)用，有關(guān)研究頗為活躍[1-3]，特別是國內(nèi)研究相對較多。本文通過對近十年來國內(nèi)催化光度法測定食品中痕量鐵的研究文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，希望能對這項(xiàng)研究的深入開展提供參考。

1 催化氧化動力學(xué)光度法

催化氧化動力學(xué)光度法是利用Fe(Ⅲ)對氧化劑氧化某些有機(jī)試劑(指示劑)的催化作用，使指示劑褪色或顏色加深，而用于痕量鐵的測定。Fe(Ⅲ)催化氧化動力學(xué)光度法的反應(yīng)體系見表1。反應(yīng)絕大多數(shù)在酸性介質(zhì)和加熱條件下進(jìn)行，檢出限多在10-4～10-5μg/mL，常用的氧化劑有H2O2，KBrO3，KIO4等，以H2O2使用最多。由于催化氧化顯色反應(yīng)的使用較少[4－6]，故以H2O2為氧化劑的催化氧化褪色反應(yīng)在食品中鐵的催化光度法測定中占主要地位。

由表1可見，在催化光度法測定痕量鐵的報(bào)道中，大多采用單指示劑、單波長測定。為進(jìn)一步提高測定的靈敏度，董彥[7]利用Fe(Ⅲ)催化過氧化氫氧化雙指示劑溴百里酚藍(lán)和羅丹明B褪色，測定雙波長436，600 nm處吸光度變化的加和性與Fe(Ⅲ)濃度的線性關(guān)系，建立了雙波長、雙指示劑催化光度法測定痕量鐵的新方法，檢出限達(dá)10-8μg/mL，是目前催化光度法測定鐵靈敏度最高的反應(yīng)之一。使用雙指示劑方法的還有文獻(xiàn)[8～10]。

為了提高靈敏度，人們在不斷探索活化劑等增效試劑在改善光度分析性能方面的作用?；罨瘎┘扔绊懘呋瘎┡c反應(yīng)物的作用，又促進(jìn)催化劑的再生，從而增大了催化反應(yīng)速率，提高了測定的靈敏度，同時也增加了方法的選擇性。劉長增[11]利用Fe(III)催化過氧化氫氧化DSPCF的反應(yīng)測定鐵時，采用2，2′-聯(lián)吡啶作活化劑，檢出限降至1.96 × 10-6μg/mL，選擇性好，操作簡便，用于水及蔬菜樣中痕量鐵的測定，結(jié)果滿意。王文元[5]研究了KHP-HCl溶液中，鄰菲羅啉作活化劑，痕量Fe(Ⅲ)催化KIO4氧化愈創(chuàng)木酚的反應(yīng)，檢出限為2.3×10-5μg/mL、線性范圍為2×10-4～2×10-3μg/mL，對水樣和酒樣的測定結(jié)果與火焰原子吸收法相符，并對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。倪秀珍[12]研究的在十二烷基苯磺酸鈉下，F(xiàn)e(Ⅲ)催化過氧化氫氧化茜素綠的反應(yīng)，檢出限2.04×10-5μg/mL，使用活化劑靈敏度提高近10倍，線性范圍寬，選擇性好，成功用于水樣和面粉試樣中痕量鐵的測定。使用活化劑的還有文獻(xiàn)[10，13－16]。

2 催化還原動力學(xué)光度法

相對于催化氧化光度法，催化還原光度法反應(yīng)體系少得多，主要使用的還原劑是抗壞血酸。

表1 Fe(Ⅲ)催化氧化動力學(xué)光度法反應(yīng)體系

劉月成[32]研究了在硫酸中，F(xiàn)e(Ⅲ)催化抗壞血酸還原重氮氨基偶氮苯褪色的反應(yīng)及其動力學(xué)參數(shù)，方法線性范圍 0 ～ 0.080 μg/mL、檢出限 4.3 ×10-4μg/mL。測定茶葉、面粉中的痕量鐵，與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對照，結(jié)果滿意。劉建紅[33]等利用在硫酸介質(zhì)中，F(xiàn)e(Ⅲ)催化抗壞血酸還原3，3′－二磺酸基聯(lián)苯氨基重氮偶氮苯褪色測定痕量鐵，線性范圍 0 ～ 0.12 μg/mL，檢出限 4.3 ×10-4μg/mL，用于測定發(fā)樣、奶粉中的痕量鐵。

3 萃取催化光度法

朱慶仁[34]等研究了在pH=5.5的弱酸性介質(zhì)中，利用Fe(Ⅲ)，Mo(Ⅵ)對H2O2氧化鄰氨基酚催化反應(yīng)速率不同，用萃取平衡控制反應(yīng)時間和水相中鄰氨基酚的濃度及催化反應(yīng)進(jìn)行的程度，通過測量424 nm下有機(jī)相的吸光度，建立了萃取催化光度法同時測定鐵和鉬的新方法，成功用于大豆中鐵和鉬的測定。

4 流動注射催化光度法

催化動力學(xué)光度法靈敏度高，但影響該法測定準(zhǔn)確度的因素較多，傳統(tǒng)手工操作精密度較差，分析速度較慢；而流動注射技術(shù)具有分析速度快，精密度高和適于在線連續(xù)檢測等特點(diǎn)，近年來發(fā)展較快—因此將FIA技術(shù)應(yīng)用到催化動力學(xué)分析領(lǐng)域的流動注射催化動力學(xué)光度法受到人們重視。周穎[35]等基于 Cu(Ⅱ)，F(xiàn)e(Ⅲ)在 PH 3 ～ 9 范圍內(nèi)能同時催化過氧化氫氧化羅丹明B褪色，通過建立流動注射PH梯度，采用CCD-二極管陣列檢測器檢測吸光度差值，利用反向傳播-人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了銅、鐵的同時測定，F(xiàn)e(Ⅲ)的檢出限 2.1×10-4μg/mL，采樣頻率為10次/h，用于標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)牛肝、小麥和食品樣品中銅、鐵的同時測定。欒崇林[36]等將流動注射與CCD陣列檢測激光誘導(dǎo)熒光裝置聯(lián)用，形成連續(xù)自動熒光光譜分析系統(tǒng)，建立了在 0.001 mol/L HCl溶液中，F(xiàn)e(Ⅲ)催化 H2O2氧化羅丹明B(RhB)的催化熒光光度測定鐵的新方法，檢出限 0.05 μg/mL，線性范圍為 0.2 ～ 1.0 μg/mL，方法選擇性好，用于菠菜、豬肉中痕量鐵的測定。

5 結(jié)語

在催化動力學(xué)光度法測定食品中鐵的研究中，以Fe(Ⅲ)催化過氧化氫氧化某些還原性試劑褪色的傳統(tǒng)光度法的研究最多，活化劑或雙指示劑的使用使靈敏度有較大提高，檢出限值最低可達(dá)4.14×10-8μg/mL。反應(yīng)體系不同程度受到Cu2+，Co2+，Ni2+，Cr(Ⅲ，Ⅵ)等干擾，在一些食品測定中，必要時采用硫脲等掩蔽，不需分離可直接測定。流動注射催化光度法將高靈敏度的分析方法與高精密度的分析技術(shù)相結(jié)合進(jìn)一步推動了催化動力學(xué)的發(fā)展，但目前流動注射樣品處理及溶液處理技術(shù)在催化光度法測定食品中鐵的使用較少。催化光度法與其他技術(shù)和學(xué)科的結(jié)合、滲透太少，減緩了自身的發(fā)展。因而，研究與其他分析和分離技術(shù)的良好結(jié)合將是痕量鐵催化光度分析的熱點(diǎn)，探索高靈敏度試劑、高選擇性試劑、增敏試劑以及增效途徑將是最基本和最重要的研究課題，光度法與各種高效分離方法(如色譜法、毛細(xì)管電泳)的聯(lián)用和與化學(xué)計(jì)量學(xué)、仿生學(xué)(如酶催化光度法)的結(jié)合將是光度分析法測定食品中痕量鐵最具前景的研究方向。

[1]Ohno S，Teshima N，Zhang H，et al.Utilization of activating and masking effects by ligands for highly selective catalytic spectrophotometric determination of copper and iron in natural waters[J].Talanta，2003，60(6)：1177-1185.

[2]Shinsuke O，Miho T，Norio T，et al.Successive determination of copper and iron by a flow injection catalytic photometric method using a serial flow cell[J].Analytical Sciences，2004，20：171-175.

[3]傅應(yīng)強(qiáng)，田麗，陳寧生，等.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)催化動力學(xué)光度法同時測定鉻、鈷和鐵[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2010，46(12)：1421-1424.

[4]施先義，吳曉慶，韋芳.過氧化氫-鄰氨基酚體系催化顯色分光光度法測定痕量鐵[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2011，28(2)：711-714.

[5]王文元，吳瑕.愈創(chuàng)木酚催化光度法測定痕量鐵(Ⅲ)[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2011，47(6)：633-635.

[6]鄭懷禮，李方，王文元.催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵[J].光譜學(xué)與光譜分析，2003，23(6)：1817-1820.

[7]董彥.雙波長雙指示劑催化動力光度法測定大米中痕量鐵[J].淮北煤炭師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，30(3)：36-39.

[8]葛笑蘭，謝秀娟，張振新.痕量鐵雙波長雙指示劑催化動力學(xué)光度法測定[J].中國公共衛(wèi)生，2009，25(12)：1534-1535.

[9]葛笑蘭，謝秀娟，張振新.雙波長雙指示劑催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵[J].化學(xué)研究與應(yīng)用，2010，22(2)：191-193.

[10]孫登明，馬偉，王晨璐.雙指示劑催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵[J].分析化學(xué)，2006，34(10)：1512.

[11]劉長增，林秋華.催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵的研究[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，20(5)：553-554.

[12]倪秀珍，王曉菊.表面活性劑增敏催化動力學(xué)光度法測定食品中痕量鐵[J].食品研究與開發(fā)，2008，29(9)：113-116.

[13]娜吾熱克孜·亞庫甫，阿曼古·馬木提.催化光度法測定食品中痕量鐵[J].喀什師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，26(6)：46-47.

[14]羅川南，周長利，魏琴，等.鹽酸耐爾藍(lán)催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵的研究[J].衛(wèi)生研究，2002，31(4)：285-286.

[15]羅川南，周長利，李慧芝，等.考馬斯亮藍(lán)G動力學(xué)光度法測定痕量鐵的研究[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2002，18(3)：210-213.

[16]周堅(jiān)勇.在活化劑鄰菲羅啉存在下溴酸鉀氧化胭脂紅褪色催化光度法測定微量鐵[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2002，38(1)：23-24.

[17]韓虹.催化褪色光度法測定糧食和蔬菜中的痕量鐵[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，28(4)：324-326.

[18]陳素清，葛昌華，梁華定，等.2-(1，3，4-三氮唑偶氮)-5-二乙氨基苯甲酸-過氧化氫催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵(Ⅲ)[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，27(4)：491-494.

[19]楊衛(wèi)紅，葛昌華，李呈宏，等.2-(5-羧基-1，3，4-三氮唑偶氮)-5-二乙氨基苯胺-過氧化氫催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵的研究 [J].科學(xué)技術(shù)與工程，2010，10(5)：1109-1111.

[20]魏新軍，李波，張永生.中性紅催化光度法測定微量鐵[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2007，33(8)：147-149.

[21]莎仁，嘎日迪.催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵的研究[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，34(2)：194-196.

[22]高金波，侯巍，丁立新.催化動力學(xué)光度法測定痕量鐵的研究[J].微量元素與健康研究，2003，20(1)：43-45.

[23]周堅(jiān)勇，徐紫君.過氧化氫氧化日落黃褪色催化光度法測定微量鐵[J].浙江預(yù)防醫(yī)學(xué)，2004，16(2)：78-79.

[24]楊波，李金鋒，郭同娟，等.催化動力學(xué)光度法測痕量鐵(Ⅲ)的研究 [J].遼寧化工，2002，31(12)：548-550.

[25]王靜萍，王建英.催化褪色光度法測定痕量鐵的研究[J].山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，16(1)：55-57.

[26]莊會榮，趙愛華.過氧化氫氧化番紅花紅O催化光度法測定痕量鐵[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2002，38(10)：511-512.

[27]馬美華，李小華，陳昌云.溴酸鉀氧化甲基橙催化光度法測定痕量鐵[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2006，42(11)：953-954.

[28]范潤珍.溴酸鉀氧化甲基紅褪色催化光度法測定微量鐵[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2007，43(7)：597-598.

[29]彭少偉，蔡鷹.溴酸鉀氧化甲基百里酚藍(lán)褪色催化光度法測定痕量鐵[J].理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊，2007，43(8)：682-683.

[30]郭潔，曹秋娥，李祖碧，等.麗春紅2R-高碘酸鉀催化動力學(xué)體系光度法測定痕量鐵[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，20(1)：69-71.

[31]楊志毅，郭潔，楊明惠，等.橙黃G-高碘酸鉀催化動力學(xué)體系光度法測定痕量鐵[J].冶金分析，2004，24(3)：56-58.

[32]劉月成，劉永文，郭永，等.鐵-抗壞血酸-3，3′，5，5′-四溴聯(lián)苯-雙-(重氮氨基偶氮苯)催化褪色光度法測定痕量鐵 [J].分析化學(xué)，2003，31(12)：1482-1484.

[33]劉建紅，呂存琴，劉永文，等.催化動力學(xué)光度法測痕量鐵[J].雁北師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，19(5)：41-43.

[34]朱慶仁，孫登明，王麗.萃取催化光度法同時測定鐵和鉬[J].光譜學(xué)與光譜分析，2002，22(6)：1072-1074.

[35]周穎，黎源倩，楊經(jīng)國，等.流動注射一多道檢測一催化動力學(xué)同時測定銅和鐵[J].光譜學(xué)與光譜分析，2003，23(2)：374-376.

[36]欒崇林，黎源倩.流動注射激光誘導(dǎo)熒光光度法測定食品中的鐵[J].分析試驗(yàn)室，2003，22(3)：74-76.