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十二烷基苯磺酸钠与苯扎氯铵相互作用的共振光散射光谱研究及应用

2021-01-18李银华彭玉次许钟元余梦婷王振马卫兴董自波

精细石油化工 2020年6期
关键词:氯铵定容共振

李银华,彭玉次,许钟元,余梦婷,王振,马卫兴*,董自波

(1.江苏海洋大学环境与化学工程学院,江苏 连云港 222005;2.江苏海洋大学药学院,江苏 连云港 222005;3.江苏海洋大学海洋科学与水产学院,江苏 连云港 222005;4.江苏省海洋药物筛选重点实验室,江苏 连云港 222005; 5.江苏省海洋药用资源开发工程研究中心,江苏 连云港 222005)

苯扎氯铵是一种精细化工产品,属于季铵盐类阳离子表面活性剂[1],具有广谱杀菌的作用,在日常生活中得到广泛应用。因此,建立简便且灵敏度高的苯扎氯铵测定方法具有现实意义。

目前,关于苯扎氯铵的测定方法主要有碘酸钾滴定法[2]、化学电离质谱法[3]、紫外-分光光度法[2]、示差分光光度法[4]、高效液相色谱法[5,6]、电位传感器法[7]和气相色谱法[8]等,这些测定方法存在前期处理过程繁琐费时、以及实验成本高等问题,为避免以上问题,本文建立了共振光散射光谱法测定苯扎氯铵。共振光散射光谱属于同步光谱,具有灵敏度高、简便高效等优点。此法常用于材料分析[9,10]、生化分析[11-13]、食品分析[14]等方面,目前未出现SDBS共振光散射光谱测定苯扎氯铵的文献报道。

1 实验部分

1.1 原料与仪器

苯扎氯铵,分析纯,德国Fluka公司;十二烷基苯磺酸钠(SDBS),分析纯,天津市大茂化学试剂厂;其他试剂均为国产分析纯。

F-7000型荧光分光光度计(激发和发射狭缝宽度为2.5 nm),日本日立公司;FA2204N分析天平,上海高致精密仪器有限公司;pHS-2型酸度计,上海雷磁仪器厂。

1.2 溶液配制

苯扎氯铵标准溶液:ρ(苯扎氯铵)=10.0 mg/L,准确称取苯扎氯铵2.5 mg于小烧杯中,加少量水充分溶解后转移至250 mL容量瓶中,加水定容,摇匀待用。

标准样品配制方法:在10 mL的比色管中,准确移取适量ρ(苯扎氯铵)=10.0 mg/L的标准溶液,然后再依次加入c(SDBS)=5.0×10-4mol/L的SDBS溶液0.50 mL和pH=8.40的Clark-Lubs缓冲溶液1.20 mL,加水定容,摇匀使其充分溶解;

空白溶液配制方法:在10 mL的比色管中,依次加入c(SDBS)=5.0×10-4mol/L的SDBS溶液0.50 mL和pH=8.40的Clark-Lubs缓冲溶液1.20 mL,加水定容,摇匀使其充分溶解。

1.3 实验方法

将标准样品和空白溶液均放置5 min后置于荧光分光光度计中,设定激发波长(λex)和发射波长(λem)均为285 nm,同步扫描得共振光散射光谱谱图,记录标准样品的共振光散射强度IRLS和空白溶液的共振光散射强度I0,并计算出共振光散射强度差ΔIRLS(ΔIRLS=IRLS-I0)。

1.4 标准曲线的测定

准确移取体积为0.05、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20和1.4 mLρ(苯扎氯铵)=10.0 mg/L的苯扎氯铵标准溶液,分别置于8只10 mL比色管中,根据1.3分别配制成标准样品溶液,同时配制空白溶液,分别测定在285 nm处标准样品溶液的共振光散射强度IRLS和空白溶液的的共振光散射强度I0,计算ΔIRLS,并绘制标准曲线。

2 结果与讨论

2.1 光谱分析

在200~600 nm 波长范围内(λex=λem),分别扫描空白溶液及不同浓度的标准样品溶液,所得共振光散射光谱如图1所示,空白溶液的共振光散射强度最弱,加入苯扎氯铵后反应体系的共振光散射强度显著增强,且体系的共振光散射强度随苯扎氯铵浓度的增大逐渐增强。最大吸收峰位于285 nm处,故选择285 nm为测定波长。

图1 共振光散射光谱

2.2 实验条件的优化

2.2.1 Clark-Lubs缓冲溶液的影响

针对Clark-Lubs、HAc-NaAc、Britton-Robinson等缓冲介质对反应体系共振光散射强度的影响进行考察,结果表明Clark-Lubs缓冲介质最佳。探究pH值在7.00~10.00的Clark-Lubs缓冲介质对体系的影响,结果如图2,反应体系共振光散射强度在pH=8.40时达到最大,且用量为1.20 mL时最佳。

图2 pH值的影响

2.2.2 SDBS用量的影响

SDBS属于阴离子表面活性剂,是苯扎氯铵的离子缔合剂,其用量对体系共振光散射强度影响较大。对体积在0.20 ~1.20 mL范围c(SDBS)=5.0×10-4mol/L的SDBS进行考察,结果见图3。SDBS用量为0.50 mL时体系的共振光散射强度达到最大。故选择0.50 mL为SDBS最佳用量。

图3 SDBS用量的影响

2.2.3 反应时间的影响

离子缔合反应的时间能影响体系共振光散射强度,对时间进行考察,结果见图4。

图4 时间的影响

反应体系的共振光散射强度差值在15 min内达到最大且基本稳定,随后急剧下降。因此需在15 min内完成检测。

2.2.4 共存物质的影响

金属离子、糖类以及氨基酸等共存物质会影响反应体系共振光散射强度,对此进行实验考察。结果见表1,根据1.3进行检测,测得相对误差均不超过±5%的条件下,表1中的物质对体系的测定没有干扰,说明建立的方法具有良好的选择性。

表1 干扰试验结果

2.3 标准曲线和检出限

测得标准曲线的实验结果如图5,ΔIRLS与浓度在0.05~1.40 mg/L范围内的苯扎氯铵呈现出良好的线性关系,线性回归方程为ΔIRLS=6 918.05c-441.28,c的单位是mg/L,相关系数R为0.999 2,检出限为0.045 mg/L。

图5 工作曲线

2.4 回收实验

根据处方配比,精密称取苯扎氯铵,分别加入相应的辅料配制成苯扎氯铵模拟贴。将该模拟贴(约含苯扎氯铵20.0 mg)放入烧杯中,加适量水充分溶解,再转移至100 mL容量瓶中,加水定容,充分摇匀,将其过滤,弃去初始50 mL滤液,准确移取后续滤液10.00 mL置于50 mL容量瓶中,加水定容,充分摇匀待用,将此溶液作为待测溶液。平行操作8次得出结果,测得回收率在 97.60%~103.0%之间,平均回收率为101.3%,相对标准偏差(RSD)为1.62%, RSD不超过±5%,满足分析工作需要。

2.5 样品分析

取10片市售的邦迪创可贴(标示量为每贴0.50 mg),分别剪成碎片,置于小烧杯中,加适量水充分溶解,将溶液转移至100 mL容量瓶中,加水定容,充分摇匀,过滤待用。精密移取一定体积的滤液稀释至所需要的溶液浓度,测定其共振光散射强度,平行测定6次,计算出创可贴中苯扎氯铵的含量和RSD,并且与高效液相色谱法(HPLC)[15]作比较,结果基本一致,结果见表2。

表2 样品中苯扎氯铵含量的分析结果

3 结 论

在pH=8.40的Clark-Lubs缓冲溶液中,基于苯扎铵根阳离子与十二烷基苯磺酸根静电结合形成离子缔合物,引起反应体系的共振光散射强度增强这一机理,建立了一种用于检测苯扎氯铵的共振光散射光谱新方法,其检测波长为285 nm。研究结果表明,回收率为101.3%,RSD为1.62%,符合精细化工产品含量分析的要求,成功地应用于邦迪中苯扎氯铵的检测。相比传统的方法,此方法具有高效便捷、选择性好且成本低等优势。

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