亞硝酸鹽和硝酸鹽檢測方法的研究進(jìn)展_陳永平

1、亞硝酸鹽和硝酸鹽檢測方法的研究進(jìn)展陳永平 1, 林黎明 1, 2, 宮慶禮 1, 劉 巖 1, 趙華梅 2, 鄧志科 1 (1. 中國海洋大學(xué)生命學(xué)部水生生物專業(yè) , 青島 ; 2. 青島出入檢驗(yàn)檢疫局 , 青島 摘 要 :亞硝酸鹽和硝酸鹽與人類的生產(chǎn)生活及個體的健康息息相關(guān) , 人類的 生產(chǎn)活動更使得亞硝酸鹽和硝酸鹽普遍存在于自然環(huán)境中 , 因此對它們進(jìn)行有 效檢測顯得十分重要 。 近十幾年來 , 各種先進(jìn)的檢測技術(shù)應(yīng)用于亞硝酸鹽和硝 酸鹽的檢測中 , 發(fā)展出了形式多樣的檢測方法 。 對各種不同檢測方法的分析并 對其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié) , 以便于在實(shí)際工作中根據(jù)不同的需要選擇合適的 檢測方

2、法 , 也為今后探索更為有效的檢測方法提供實(shí)際的指導(dǎo) 。關(guān)鍵詞 :亞硝酸鹽 ; 硝酸鹽 ; 檢測方法亞硝酸鹽作為一種通用的化學(xué)試劑 , 已廣泛 應(yīng)用于染料工業(yè)、 食品工業(yè)和抑制水腐敗等領(lǐng)域。 不僅能使添加后的食品有良好的色澤 , 還能有效 抑制肉毒菌的生 長和繁殖 , 防止肉 毒毒素中毒。 被人體吸收后能使正常血紅蛋白轉(zhuǎn)變成高鐵血紅 蛋白從而失去攜氧功能 , 還能和人、動物中的二 級胺或三級胺結(jié)合轉(zhuǎn)化成強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺 , 從 而誘發(fā)癌變 1,2。 但亞硝酸鹽在胃中酸性條件下與 蛋白質(zhì)作用轉(zhuǎn)化成亞硝胺致癌還存在爭議。 人體 血液中 Na NO 2濃度為 0. 4200mg kg 時會產(chǎn)生毒 性

3、 , 孕婦食用過量的 NaNO 2可導(dǎo)致胎兒畸形 , 1g NaNO 2可致人死命 3。除了硝酸鹽 在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成 亞硝酸鹽外 , 一些氮的氧化物被氧化后也可產(chǎn)生 亞硝酸鹽。因此可通過檢測體內(nèi) 的 NO 含量得到 NO 2-的濃度 作為 生物標(biāo) 記 , 確 定病 人的 健康狀 況。 在一些常見疾病如膿血癥、 傳染性腸胃炎、 腦 膜炎、 帕金森綜合癥、 兒童腎臟綜合癥、 風(fēng)濕性關(guān) 節(jié) 炎、 糖尿病、敗血癥、高血壓、支氣管 發(fā)育不 良、 性功能勃起障礙、血管疾病的臨床病理中檢 測硝酸鹽和亞硝酸鹽顯得尤為重要。工業(yè)和生活 燃 燒產(chǎn)生 的各種 NO x 在空 氣中經(jīng) 化學(xué)光 轉(zhuǎn)化成 NO 3-, 生成亞

4、硝酸鹽和硝酸鹽而流入環(huán)境 , 有機(jī) 化肥的誤用和對自然資源的管理不善更導(dǎo)致了本 地和全球氮循環(huán)的混亂 , 因此探索亞硝酸鹽和硝 酸鹽在生態(tài)系統(tǒng)中的作用變得極 為重要 4。 土壤 中離子的高溶解性 , 可移動性及無機(jī)化肥的濫用 嚴(yán)重污染了地表水 , 造成一些藻類的繁殖 , 嚴(yán)重 破壞了生態(tài)系統(tǒng)的平衡 , 可食用貝類的污染和有 毒藻類的繁殖引起赤潮的出現(xiàn)給很多企業(yè)造成了 嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失 5。 亞硝酸鹽的滲透還 引起地下 水污染 , 威脅著人類的健康。 因 此 NO 2-和 NO 3-的普遍存在給分析界提出了挑戰(zhàn) , 對亞硝酸鹽和 硝酸鹽的檢測顯得十分重要。 而在環(huán)境、食品工 業(yè)、 生理樣品的亞硝酸

5、鹽和硝酸鹽的檢測過程中 存在大量干擾 , 很少有適用的技術(shù)。通過對近幾 年每種體系不同檢測線、 范圍、 基質(zhì)的參數(shù)的分 析 , 簡要評價了各種檢測方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 1 檢測方法檢測方法分為亞硝酸鹽硝酸鹽同時檢測和間 接檢測。 同時檢測法不通過離子轉(zhuǎn)化過程直接同 時測定 NO 3-和 NO 2-的濃度的方法 , 包括電化學(xué) 法和毛 細(xì) 管 電 泳 法。間接 分 析 法 根 據(jù) NO 3-和 NO 2-相互轉(zhuǎn)化的原理建 立 , NO 2-(NO 3- 的 量通 過前后 NO 3-(NO 2- 的差值確定。 檢測含有 硝酸 鹽的樣品不宜長時間放置 , 因?yàn)橄跛猁}將面臨被 細(xì)菌轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽的可能

6、, 使檢測結(jié)果硝酸鹽 含量偏低。 亞硝酸鹽在中性和堿性環(huán)境條件下較 穩(wěn)定 , 但在酸性條件下隨著溫度的升高變得越不 穩(wěn)定。 微流注射分析 (FIA 設(shè)備適合在還原柱中連 續(xù)分析兩種離子 , 但這種方法需要在檢測前做衍作者簡介 :陳永 平 (1979- , 碩士研究生生化反應(yīng) , 反應(yīng)設(shè)備如圖 16。間接分析法是根據(jù) NO 3-和 NO 2-相互轉(zhuǎn)化的 原理建 立的 , NO 2-(NO 3- 的量 通過 前后 NO 3-(NO2- 的差值確定。 很多硝酸鹽的量都是通過間 接測定亞硝酸鹽的量來確定 , 即將相對惰性的硝 酸鹽 用 化學(xué) 方法 轉(zhuǎn) 化成 活 性較 強(qiáng) 的亞 硝 酸鹽 , NO 2-

7、只起中介物的作用。很多還原 試劑包括鋅、 汞鎘柱、 銅鎘柱、 肼銅、 鍍銅鎘 , 其中銅鎘柱的轉(zhuǎn) 化效果最好 , 轉(zhuǎn)化率可達(dá) 100%。 1. 1 光譜檢測法光譜檢 測 法 包括 紫 外 光檢 測 7、化 學(xué) 光檢測 8、 熒光計檢測 9、 I R10、 拉曼11等檢測方法。格瑞斯反應(yīng)法 :最普通的方法當(dāng)屬 1879年建立的格瑞斯反應(yīng)法 , 其原理是利用重氮化合物在 酸性條件下與 NO 2-反應(yīng)生成含氮發(fā)色團(tuán)進(jìn)行亞硝 酸鹽的檢測。 亞硝酸鹽可直接與磺胺酸、 硝基苯 胺、 p 氨基乙酰苯反應(yīng) , 硝酸鹽則需要在檢測前還原成亞硝酸鹽才能檢測 12。 發(fā)色團(tuán)的最大吸收值 在 500600nm 時即可

8、用傳統(tǒng)的可見光檢測 , 最常 用的兩種試劑為氨基苯磺酸 (反應(yīng)式如圖 1 和 N 乙二銨 , 反應(yīng)產(chǎn)物在 540nm 波長下檢測。格瑞斯 反應(yīng)的檢測線在 0. 022 mol L 之間 , 此方法適 用于不同的基質(zhì)并且簡單有效 , 但易受到雜質(zhì)的 干擾 , 抗氧化物如抗壞血酸鹽和巰基硫醇在亞硝 酸與芳香苯胺反應(yīng)前破壞衍生試劑 , 導(dǎo)致亞硝酸 鹽的回收率降低。 HPLC 和 FI A 與格瑞斯反應(yīng)法結(jié) 合擴(kuò)展了基質(zhì)檢測范圍 , 甚至在生物體液和食品等復(fù)雜基質(zhì)中也能檢測。 圖 1 在酸性條件下亞硝酸鹽與 對氨基苯磺 酸發(fā)生硝 化再與萘乙二氨衍生化生成重但化合物催化分光光度計法 :方法是以 200g

9、 L 的乙酸 鋅和飽和硼砂作為沉淀劑 , 用 20mm 的比色皿在 480nm 的紫外波長與零管做 參比檢測其吸收值。 檢測限為 0. 6 g mL, 精確度 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 9. 2%, 與重氮化偶合法比較 , 兩 種結(jié)果基本一致。一般金 屬和 非金 屬離 子對 本法沒 有干 擾 , 只 有 SO 32-、 S2-和抗壞血酸等還原性物質(zhì)干擾嚴(yán)重 , 使結(jié)果值偏低 13。另外 , 二氨基丫啶也能和亞硝酸鹽 反應(yīng)產(chǎn)生 顏色產(chǎn)物 , 在最大吸收波長 328nm 處最低檢測限 為 2nmol L, 然而在最大吸收值處受到 Fe 3+(濃度超過 1mg L 的嚴(yán)重干擾14, 含硝基的酚醛塑料被用來做指

10、示反應(yīng) , 受到鋯和銅的干擾 , 最大吸收 值由 312nm 轉(zhuǎn)變?yōu)?348nm 。 Devi 等報道了陰離子 交換與光譜檢測相結(jié)合利用硫氰酸鹽與 Fe 3+結(jié)合 生成紅色復(fù)合物在波長為 480nm 下檢測 , 最低檢 測限為 50nmol L15。溴酸鉀催化分光光度法 :由于溴酸 鉀氧化亮綠 SF 在酸性條件下反應(yīng)緩慢 , 但亞硝酸鹽作為催 化劑能加快反應(yīng)速度 , 利用 NO 2-對溴酸鉀氧化亮 綠 SF 使其褪色的反應(yīng)原理測定亞硝酸鹽的含量。 產(chǎn)物在波長 530nm 檢測 , 但易 受到 Fe 2+、 Fe 3+、 Ag +、 SO 32-、 Br -、 I -的干擾 , Pettaas

11、又報道了亞硝酸鹽催化麝香草酚蘭與溴酸鉀反應(yīng) , 在波長 543nm 處最低檢測限為 0. 1 mol L16。由一種聚氯乙烯結(jié)合硝酸鹽離子載體和一種 質(zhì)子載體光學(xué)感 應(yīng)器來檢測水 環(huán)境下的硝酸鹽。 I 。 載體下吸附 NO 3-, Ind 載體吸附質(zhì)子。硝酸鹽 的濃度與質(zhì)子的數(shù)量呈正相關(guān) NO 3-+H +Ind -(mem +I 。 +(me m H+Ind-(me m +I 。+NO 3-(mem 。 通過陰離子指 示器測得質(zhì)子 的濃 度 , 間接測定亞硝酸鹽的濃度 , 如果無 NO 3-則 I 。+與 Ind -形成離子對附著在膜 上 , 光譜 指示器在最大吸收波長 612nm 處顯示深

12、藍(lán)色 , 有 NO 3-時 顏色變淺 , 吸收值變小。 反應(yīng)過程屬于可逆 , 把握 檢測時間尤為重要。 在線性范圍 4300 mol L 之 間檢出限為 20 mol L 。 除了檢出限高 , 較少電子 干擾外幾乎無外界元素干擾 , 基線變化可被消除等優(yōu)點(diǎn) , 有效避開了亞硝酸鹽、 氯化物、 硫酸鹽的 干擾17。熒光檢測法 :熒光檢測法探究了檢 測很多可 變復(fù)雜反應(yīng)過程的方法。 其中在用 Ce 4+做還原劑與 NO 2-反應(yīng) , 熒光檢測 Ce 3+的濃度時受到其他還 原產(chǎn)物的干擾。 更多方法使用 NO 2-的化學(xué)性質(zhì)如 Lapat 用 2 氨基 4 氯 1 羥 基 6 黃酸基 苯和 4 氨基

13、 熒光素做衍生試劑在酸性條件下產(chǎn)生強(qiáng)烈熒光物 質(zhì)重鹽 , 分別在發(fā)射波長 608、 518nm, 激發(fā)波長 495、 492nm 處檢測 19反應(yīng)式如圖 3。 Ke Jing Huang 報道了利用一種新的熒光探針 TMDCDAB ODIPY 直 接與 NO 2-衍 生 化 反 應(yīng) , 產(chǎn) 生 強(qiáng) 烈 熒 光 物 質(zhì) TMDCDAB ODIPY T, 反應(yīng)受到時間、 溫度、酸性強(qiáng) 度、 反應(yīng)液濃度等因素的影響 , 酸性強(qiáng) H +可與探 針中的氨基反應(yīng)產(chǎn)生更強(qiáng)的熒光物質(zhì) , 產(chǎn)生干擾 , 需加適量的堿中 和 , 為避免衍生物 熒光性減弱 , 檢測必須于 15min 內(nèi)在激發(fā)波長 500nm 、

14、發(fā)射波 長 510nm 條件下進(jìn)行 , 線性范圍 9300nmol L, 最低檢 出限 0. 21nmol L, 回收 率 94. 62%105. 95%18(反應(yīng)式如圖 4 。氣相化學(xué)光檢測 :建立在 NO 和臭氧反應(yīng)基礎(chǔ) 上的氣相化學(xué)光檢測提供了較大 的檢測范圍 19。 NO 2-與 KI 在酸性條件下產(chǎn)生 NO, 再與臭氧反應(yīng) 產(chǎn)生激活狀態(tài)的 NO 2和 O 2, 激活狀態(tài)的 NO 2發(fā)出 弱的紅外線化學(xué)光。用這種方法分析硝酸鹽時需 要很強(qiáng)的還原試劑 Ti 3+, 濃度值用前后差計算。 融 合化學(xué)光后的 FIA 法將檢測限改 進(jìn)到 10nmol L, 操作簡單、 適用于處理大批量樣品 ,

15、 定量硝酸鹽、 亞硝酸鹽耗時不超過 3min 。 缺點(diǎn)是增加了設(shè)備的 復(fù)雜性 , 且反應(yīng)需要 600 的高溫 , 如果溫度較低 少量的氧氣與 NO 生成 NO 2, 化學(xué)光削弱 , 檢測結(jié) 果偏低 , 高溫能使部分 NO 2轉(zhuǎn)化成 NO 彌補(bǔ)了 NO 2的減少。分子發(fā)射空穴分析法 :分子發(fā)射空穴分析法 (MECA是將亞硝酸鹽還原成 NO, 用氮?dú)廨d入火 焰 , 在波長 640nm 下進(jìn)行檢測。 該方法用來分析 顏色較深的溶劑 , 解決了光譜技術(shù)上的難題。 但 檢測過程中會受到 C O 2、 H 2S 氣體的干擾 , 雖然后 者經(jīng)過金屬硫化物的處理 , 干擾程度減輕 , 但效 果不明顯 20。原

16、子吸收光譜和 FI A 聯(lián)用技術(shù) :Gallego 等報 道了利用原子吸收光譜和 FIA 聯(lián)用檢測硝酸鹽和 亞硝酸鹽技術(shù)。 NO 2-、 NO 3-與銅鰲 合成離子對 , 然后 用 甲基 異 丁 基 酮 萃 取 , 原 子 吸 收 信 號 與 NO 2-、 NO 3-的濃度成正比。 檢出限分別為 8. 7和 0. 65 mol L, 每小時處理樣品 35kg 21。電子順磁性光譜法 :Wennmalm 報道了電子順 磁性光譜檢 (EPR 檢測結(jié)合在蛋白質(zhì)亞 鐵血紅素 中的 NO 22。光誘導(dǎo)還原法 :Takeda 報道了一種最新 的轉(zhuǎn) 化方法即光誘導(dǎo)還原 , 紫外光在波長 200300nm 時

17、可誘導(dǎo) NO 3-轉(zhuǎn)化成 NO 2-并生成 O 223, 這種方 法因?yàn)楸苊饬擞卸炬k環(huán)境的污染所以倍受關(guān)注。 1. 2 色譜檢測法為了尋找檢測硝酸鹽和亞硝酸鹽的方法 , 前 人探究了很多色譜技術(shù)。 檢測樣品前處理過程無 論是簡單的過濾還是衍生化 , 都在無形中減少了 技術(shù)的可利用性。 應(yīng)用氣相或液相色譜進(jìn)行檢測 時 , 樣品的衍生是必要的 , 而很多高效液相色譜 和離子色譜則可對樣品進(jìn)行直接檢測。最普通的 衍生方法之一是將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽再與 2, 4 二甲基苯酚和 1, 3, 5 三甲氧基苯反應(yīng) 生成待發(fā) 色團(tuán)的含氮重鹽。 NO 2-還可以與 N 乙酰 L 半胱氨 酸衍生成 S 亞硝基

18、N 乙酰 L 半胱氨酸 , 但巰基的 存在卻使食品中的亞硝酸鹽回收率降低。重氮化偶合 HPLC 法測定亞硝酸鹽含量 :本方 法運(yùn)用亞硝酸鹽與顯色劑氨基苯磺酸和 N 1 萘基 乙二胺反應(yīng)生成重 氮化合物 , 在紫外波長 VWD:波長 544nm; 二極管 DAD:Sig =205. 4條件 下檢 測。 根據(jù) 10ng/mL 亞硝酸鹽的重氮化偶合產(chǎn)物的 HPLC/VWD色譜峰的峰高 , 按信噪比 S/N=3計算 最低檢測限 , 本檢測方法亞硝酸鹽的最低檢出限 為 40 g/kg 24。末端柱檢測體系包括紫外、 熒光、 電子捕獲、 電化 學(xué)、質(zhì) 譜 分 析、 UV, 是 較 簡 單 檢 測 方 式。

19、 Tsikas 首先將 NO 3-用鎘柱轉(zhuǎn)化成 NO 2-, 直接分析 亞硝酸鹽。 與之相反 , Gutize 用 H 2O 2將 NO 2-轉(zhuǎn)化 成 NO 3-離子 , 然后與甲基苯以 H 2SO 4或 TFAA 做 催化劑 , 反應(yīng)轉(zhuǎn)化成對硝基甲苯 , 最后進(jìn)行質(zhì)譜 分析。 Cynthia 報道了 用萘二胺 (DAN 與 NO 2-反 應(yīng) , 產(chǎn)生強(qiáng)烈熒光物質(zhì) NAT, 最后用 FLD HPLC 法 進(jìn)行檢測 25(反應(yīng)式如圖 2 。 崔秀玉等 用高效液 相色譜 ODS 反相柱分離 , 紫外檢測器于 210nm 檢 測其中的硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量。 整個分離過 程少于 7min, 硝酸鹽和

20、亞硝酸鹽的測定線性范圍 分別為 0. 7100ng 、 5100ng, 最低檢出限分別為 0. 3和 2ng 。氣相質(zhì) 譜適合分 析痕量 NO 2-和 NO 3-離子 , 不能直接分析 , 而是將離子轉(zhuǎn)化成高 分子中性化合物進(jìn)行氣 質(zhì)分析26。 圖 2 亞硝酸在酸性條件下與萘二氨衍生化反應(yīng)式甲基苯和 五氟溴 苯做衍 生物 :Tsikas 首先將 NO 3-用鎘柱轉(zhuǎn)化成 NO 2-直接 分析亞硝酸鹽。 相 反的 Gutize 用 H 2O 2將 NO 2-轉(zhuǎn)化成 NO 3-離子 , 然 后與甲基苯以 H 2SO 4或 TFAA 做催化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化 成對硝基甲苯 , 最后進(jìn)行質(zhì)譜分析。后來發(fā)展到以五

21、氟溴苯做衍生物高溫下與 NO 2-和 NO 3-同時 反應(yīng)產(chǎn)生亞消基五氟苯 , 在高溫條件下 , 以五氟 溴苯做衍生物與 NO 2-和 NO 3-同時反應(yīng)產(chǎn)生亞硝 基五氟苯 (PFB NO 2 和硝基五氟苯 (PFB ONO 2 (反 應(yīng)式 如圖 3 , 并 進(jìn)行氣 質(zhì)分 析。在高溫 下產(chǎn)生 PFB ONO 2的同時 , 也促使了 PFB NO 2的分解 , 所 以反應(yīng)時間應(yīng)控制在 1h26。 圖 3 五氟溴苯在堿 性條 件下可 同時 與 NO 2-、 NO 3-同 時反應(yīng)分別生成 亞硝 基五 氟苯 (PFB NO 2 和硝 基五 氟 苯 (PFB ONO 2很多無機(jī) 離子只有較低的 吸收值避

22、 免干擾 , 但芳香族化合物在離 子交換時有較 高的吸收值 , 使離子檢測變得更復(fù)雜。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 , 磺化烷 烴具有較低的吸收值 , 被認(rèn)為是較有前景的衍生 試劑。 Grosjean 研究了反 UV 檢測在 HPLC 中的應(yīng) 用 , 分析物吸收值較低 , 出現(xiàn)所謂的負(fù)峰 , 這種間 接檢測比直接檢測檢測限效果要好27。離子對高效液相色譜檢測 :Yuegang 利用離子 對高效液相色譜檢測了雨水、 雪中的硝酸鹽和亞 硝酸鹽。 以反相 C 18柱作 為分離柱 , 83%的 (TB A OH q 羥基 四 丁基氨和 2. 0mM, pH 3. 9的磷 酸 鈉、 17%的乙睛作為流動相 , 流速

23、0. 4mL min, 在 205nm 紫外波長處檢測 , NO 3-和 NO 2-的檢測線分別為 100 g mL 到 10 g L, 而離子色 譜的檢出 限為 0. 130mg L28。 離子色譜經(jīng)常被用來同時分析 NO 3-和 NO 2-, 如果樣品包含 SO 42-和 PO 43-時 ,分析相當(dāng)耗時 , 而離子對色譜較離子色譜檢測成 本低 , 用傳統(tǒng)的 HPLC 儀在實(shí)驗(yàn)室即可檢測。 另一 方面離子對色譜的理論柱效較高 , 并且固定相材 料、 離子種類和濃度、 洗提液 pH 及粒子強(qiáng)度都可 以根據(jù)實(shí)驗(yàn)做出選擇 , 所以離子對色譜更具可選 擇性并能減少其他物質(zhì)的干擾29。 Leubolt

24、30等用高壓液相離子交換色譜法結(jié)合電化學(xué)檢測器 , 測 定啤酒樣品中游離 的亞硫酸鹽 , 流動 相為 0. 001mol L NaCl 和 0. 005mol L H 2SO 4溶液。 1. 3 同時檢測1. 3. 1 電化學(xué)檢測法 電化學(xué)測定硝酸鹽、 亞硝 酸鹽通常分為兩大類 :伏安法和電位計測定法電 位測量計法。伏安法和安培法 :自 1900年伏安法應(yīng)用以來 一直用銅做電極還原 NO 3-, 近幾年探究的電極體 包括鎳、 銅鎳合金、 鎘、 鉑、 石墨、 黃金、 鉛、 銀、 含硼的鉆石等。結(jié)果表明裸露 的電極效果較差 , 除有熱力學(xué)收縮的外電荷移動較慢外還伴有電極 鈍化效應(yīng) , 因此 NO

25、3-的還原率較低。應(yīng)用超電勢 卻會影響方法的選擇性。 亞硝酸鹽在石墨電極可 即刻被氧化和被還原 , 和硝酸鹽類似 , 沒有一種理想的選擇可直接進(jìn)行電化學(xué)分析31。 后來用電極修飾和固定電極分析彌補(bǔ)了靈敏度低和選擇性 差的缺點(diǎn) , 雖然電極修飾增加了方法的技術(shù)性和 復(fù)雜性 , 但同時也提高了硝酸鹽和亞硝酸鹽的還 原率32。維持高活性電極表面可增加電極回應(yīng)的靈敏性。 為了在分析前更新電極表面 , 需要合適的樣 品鹽溶液 , 反應(yīng)需在陰極大的電勢范圍進(jìn)行 , 金 屬離子以電解的形式電鍍到電極表面 , 隨著電壓 的波動 , 硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原。這種方法的 優(yōu)點(diǎn)是不受電極材料的影響。預(yù)備還原位電極在

26、電鍍?nèi)芤涵h(huán)境中被轉(zhuǎn)移分 析溶液。這種方法根 據(jù)沉積的特征 更具可控性 , 如果是硫酸銅或氯化 銅溶液會出現(xiàn) 顆粒狀沉積 , 然而這種方法受到累積鈍化效應(yīng)的影響 , 只能在 24h 以內(nèi)連續(xù)使用。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后可用 20kHz 的超 聲波清洗電極恢復(fù)活性 , 本方法避免了對樣品的 清潔處理 , 節(jié)省時間 33。較復(fù)雜的電化學(xué)分析方法屬于生物催化劑的 應(yīng)用。 還原酶能顯著提高兩種電極分別對硝酸鹽 和亞硝酸鹽還原的靈 敏性和可選擇性。 Reshetilov 利用細(xì)菌可氧化亞硝酸鹽建立了生物感應(yīng)器 , 用 安培法測量反應(yīng)的產(chǎn)物氧氣。由于反應(yīng)試劑過于 昂貴 , 電極表面復(fù)雜易損壞 , 所以此方法不能被 廣

27、泛應(yīng)用 34。大量的分析結(jié)果表明直接電化學(xué)分析這些離 子較為困難。 這里應(yīng)用硝酸鹽的化學(xué)性質(zhì)與芳香 烴如水楊酸、 異喹 啉、 2 羧基 噻酚發(fā)生 衍生化反 應(yīng) , 衍生物在電壓 00. 5V 羧基噻酚之間用石墨 電極檢測 , 結(jié)果表明 2 羧基噻酚效果較好。 類似 的與 HPLC 結(jié)合的方法在 -0. 47V 還原產(chǎn)生的硝 基苯酚作為分析反應(yīng)物 , 靈敏度要比 2 羧基噻酚 高 1000倍 , 最高檢出限為 0. 1 mol L, 反應(yīng)很少受 到溶氧的干擾。 硝酸鹽在電極表面可氧化鈾離子 , 間接方法檢測限為 2 mol L 。由于亞硝酸鹽的高活性使間接分析方法呈現(xiàn) 多樣性。 格瑞斯反應(yīng)在電化

28、學(xué)中也有應(yīng)用 , 利用 亞硝酸與亞苯基二元氨衍生反應(yīng) , 產(chǎn)生的氨在 0 0. 2V 測定 , 避開了電極活性的干擾。 碘酸碘在黃 金和鉑做電極 , H 2SO 4作電解液時 是一種可逆電 化學(xué)體系 , 可用來間接分析亞硝酸鹽。本技術(shù)利 用 NO 2-與 I -在酸性介質(zhì)中產(chǎn)生 I 3-用安培法在 0. 20. 3V 電壓范圍檢測。 反應(yīng)式如式 :2NO 2-+3I -+4H + I 3-+2H 2O+2NO I 3-+2e - 3I -本方法相對簡單快速 , 與 FI A 技術(shù)聯(lián)用每小 時分析 60種樣品 , 檢測限低于 70nmol L 35。 主要 缺點(diǎn)是反應(yīng)受到溶解氧的干擾 , 氧氣能

29、氧化 I -和 NO, 因此溶液應(yīng)該嚴(yán)格除氣。電位測量計法 :除了伏安法和安培 法外電位 測量計法的應(yīng)用拓展了電化學(xué)分析。 離子可選電 極的應(yīng)用 , 離子經(jīng)通道由一相到另一相 , 從溶液 到膜 , 形成電位差 , 根據(jù) NO 3-標(biāo)準(zhǔn)曲線計算硝酸 鹽的濃度。 還報道了與離子色譜結(jié)合直接檢測亞 硝酸鹽的方法。 ISEs 與 FIA 結(jié)合增加了 檢測樣品 的多樣性 , 體系壽命延長到 15個月 36, 由于選擇 常數(shù)較低受其他陰離子的干擾變小。1. 3. 2 毛細(xì)管電泳法 毛細(xì)管電泳簡稱 CE, 是 一種有效的檢測手段。 1995年 , 首先被 應(yīng)用于醫(yī) 學(xué) , 隨后 很 快 擴(kuò)展 應(yīng) 用 到多

30、種 領(lǐng) 域。 Phili 37用 OFM Anion B T 或氯化 物做電 解液在 28 、 -20 kV 、 電解波長 210nm 下檢測。 主要優(yōu)點(diǎn)是能同時 檢測多種離子 , 與 HPLC 相比 檢測樣品也更 微量 化 , 低緩沖 , 儀器進(jìn)樣自動化 , 設(shè)備維護(hù)簡單 , 成 本較低。 2002年 , Nevin 用毛細(xì)管電泳法同時檢測 了肉制品和蔬菜中的硝酸鹽和亞硝酸鹽 , 以涂有 聚醚酰亞胺 (PEI 的電泳柱電泳 , 最后直接用 UV 檢檢測器檢測 , 亞硝酸鹽和硝酸鹽的最低檢測限 分別為 0 105、 0 099 g m L 。 本方法的優(yōu)點(diǎn)是蛋白 質(zhì)出峰較晚 , 避免了干擾 ,

31、 可適用于多種基質(zhì) , 檢 測前必須除去蛋白質(zhì)雜質(zhì)以減少干擾保護(hù)毛細(xì)管 壁 , 使在保留時間無變化的情況下能延長設(shè)備的 使用壽命。 最近 CE 發(fā)展成毛細(xì)管區(qū)電泳 , 增加了 技術(shù)的 靈敏度。 檢 測限 由原來 的 10 mol L 降 到 0 1 mol L, NO 2-和 NO 3-直接在波長 214nm UV 檢測。2 結(jié)論本文通過對國內(nèi)外近十幾年發(fā)展起來的亞硝 酸鹽和硝酸鹽檢測方法的研究 , 總結(jié)了各種方法 的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 光譜檢測法和電化學(xué)檢測法操作 簡單 , 設(shè)備成本低 , 可作為實(shí)用性檢測手段 , 但是 檢測線限高和靈敏度較低。 高效液相色譜靈敏度 高 , 檢出限低 , 適于分析

32、痕量 NaNO 2, 但是需要將 NaNO 3轉(zhuǎn)化成 NaNO 2, 容易造成人為的實(shí)驗(yàn)誤差 , 儀器設(shè)備成本也很高 38。 而氣相色譜質(zhì)譜法能同 時測定痕量 NaNO 2和 NaNO 3, 檢出限低 , 靈敏度、 精確度高 , 是較好的測定手段 , 但是對痕量分析 必須避開儀器設(shè)備試劑的污染 , 需要昂貴的設(shè)備 , 一般實(shí)驗(yàn)室不可能具備這樣的條件 , 難以在實(shí)際第 27 卷增 刊 2008 年 5 月 分析試驗(yàn)室 Chinese Journal of Analysis Laboratory 21 22 Meissam Noroozifar , Vol. 27. Suppl. 2008- 5

33、Mozhgan Khorasani Motlagh. 工作中開展。在進(jìn)行毛細(xì)管電泳法時, 雖然一些 如 Br 、異硫氰酸根離子、I 的陰離子和蛋白質(zhì)在 波長 210 nm 都有吸收值, 但電泳時的遷移時間和 NaNO2 、 NaNO3 的不同 , 蛋白質(zhì)出峰最晚而不會對 測定結(jié)果產(chǎn)生干擾 , 另外用 PEI 代替緩沖劑避免 了試劑的選擇效應(yīng), 加上具有設(shè)備成本低和沖洗 方便的優(yōu)點(diǎn), 使用方法更具有可選性。 參考文獻(xiàn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 S Lunvongsa, M Oshima, S Motomizu. Talanta, 2006, 68: 969 徐維光 , 任

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