羧甲基纖維素鈉是天然纖維素經(jīng)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(jù)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(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)生強烈的共振瑞利散射，在501 nm處 出現(xiàn)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(shù)：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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)生瑞利散射，不能產(chǎn)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(xiàn)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(jù)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(shù)據(jù) 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.