Determination of amounts of selenium(IV) in Chinese herbal drugs using the decolorant reaction of isochromatic dye ion-pair

Yu Zhaoyun, Ding Liang, Yang Hui
（Hebei University Health Science Center, Hebei Baoding 071000, China ）

Abstract  A new spectrophotometric method for the determination of selenium(IV) in Chinese herbal drugs is described. The　selenium　(IV) catalyzed 　oxidation of bromophenol blue-butylrhodamine B with H₂O₂ in nitric acid medium.and as the redox reaction proceeds, the purple color is decolorized. The decolorant reaction shows a good linear　relationship with　the　amounts　of　selenium　(IV). The detection range of the method is 0-5 mgL^-1. Samples after digest of HNO₃-HClO₄ determined the amounts of selenium(IV). The method is selectivity and precise.  It was applied to the determination of selenium in Chinese herbal drugs and with satisfactory results.
Keywords the isochromatic dye ion-pair ,catalytic kinetic method, selenium.

应用等色染料离子对的褪色反应测定中草药中的硒（IV）

于朝云，丁 良，杨 慧
（河北大学医学部， 保定 071000）

摘要 建立了测定中草药中硒的一种新的催化动力学光度法。在酸性介质中,硒(IV)能催化H₂O₂氧化溴酚蓝-丁基罗丹明B的褪色反应,硒(IV)含量在0-5mgL^-1范围内与褪色反应速率成正比。样品经HNO₃-HClO₄消化后直接测定硒(IV)的含量,该方法具有良好的选择性和准确度。用于中药材中硒的测定,结果令人满意。
关键词 等色染料离子对，催化，硒

1 主要仪器与试剂
1.1仪器
    WFZ800-D3A紫外可见分光光度计(北京第二光学仪器厂); pHS-3C酸度计； 501型超级恒温槽(上海实验仪器厂)。
1.2试药与试剂
    2000mg·L^-1 Se (Ⅳ)标液,用时稀释；溴酚蓝溶液 0.001 mol·L^-1； 丁基罗丹明B溶液0.001 mol·L^-1; 30%的H₂O₂溶液； 0.025 mol·L^-1HNO₃溶液； NH₃·H₂O-NH₄Cl缓冲溶液pH值为9.3；NaOH-KH₂PO₄缓冲溶液pH值为6.8；所用试剂均为分析纯,分析用水为二次蒸馏水。

2 方法与结果
2.1 实验方法
    取两只规格一致的10ml具塞比色管,其中一只加入一定量的Se (Ⅳ)标液,作催化反应,另一只不加Se (Ⅳ)标液作非催化反应，然后分别加入0.2 ml HNO₃溶液、溴酚蓝-丁基罗丹明B甲苯萃取液5 ml、H₂O₂溶液0.5 ml,用二次水稀释至刻度,摇匀,同时置于60ºC的恒温水浴中,反应12min后, 立即取出,流水冷却3min,与室温平衡。通过进行波长扫描,得到吸收曲线显示,等色离子对在硝酸介质中的最大吸收位于545nm。以水作参比，用1cm比色皿于545nm处分别测定非催化反应溶液的吸光度A₀和催化反应溶液的吸光度值A,发现加Se(Ⅳ)溶液的吸光度明显小于不加Se(Ⅳ)溶液的吸光度,表明Se(Ⅳ)显著催化H₂O₂对等色离子对的氧化反应,随着加入硒量的增多,氧化作用增强。测量非催化体系和催化体系的吸光度A₀和A,并计算lg(A₀/A),利用lg(A₀/A)与硒溶液浓度的关系绘制工作曲线。
2.2 反应介质及等色离子对用量的影响
    实验表明,Se(Ⅳ)催化H₂O₂氧化等色染料离子对这一反应在稀硝酸介质中最为强烈,HNO₃用量在0.2ml附近灵敏度最高，且体系稳定,因此采用0.2ml硝酸溶液。等色染料离子对的甲苯萃取液用量在4-6ml催化效果最明显,本实验采用5.0ml。
2.3 反应温度的影响
    实验表明,反应温度升高,反应速度加快。但温度太高，操作不便,且非催化反应速度明显加快,1g(A₀/A)减小。因此,本实验选择反应温度为60±0.5ºC。
2.4 反应时间的影响
    加热时间在10-15min内,1g(A₀/A)与反应时间呈线性关系。本实验选择加热时间为12min。由于室温下本体系反应较慢,因此可通过流水冷却终止反应。实验表明,流水冷却2-3min即可终止反应。
2.5 工作曲线与方法的灵敏度
    在确定的实验条件下,仅改变Se(Ⅳ)含量进行试验,结果表明在0-5mgL^-1范围内与1g(A₀/A)呈线性关系,工作曲线回归方程式为1g(A₀/A)=0.11118C_Se(Ⅳ)(mg·L^-1)-0.01991,相关系数r=0.9976。
2.6 共存离子的干扰
    在样品中采用了阳离子交换树脂除去干扰离子^[3]。在一系列10mL溶液中，分别含有20mg Se (IV) 和2´ 10⁴ mg所需的阳离子。每种溶液均通过一段10cm长的阳离子交换树脂柱。当相对误差控制在±5%之内，测定时允许1000倍量的K⁺、Na⁺、Mg²⁺，200倍量的Cu²⁺、Zn²⁺，100倍量的Cd²⁺、Ba²⁺，50倍量的Br^-、IO₃^-存在，NO₂^- 强烈干扰，不允许存在。
2.7 样品含量分析
    中草药先进行HNO₃-HClO₄消化处理^[4]，通过阳离子交换树脂除去干扰离子，将洗脱液加水稀释至50mL，按上述实验方法测定样品中的Se（IV）含量。
    样品中Se（IV）的含量可通过相对应的标准曲线获得。中草药中硒（IV）含量的测定结果列于表1。

表1 中草药样品含硒量及回收率的分析