羧甲基纤维素钠（NaCMC)是纤维素醚类产品中最重要的一种（分子式为[C6H7O2(OH)(OCH2- COONa)]#)，因其具有粘合、助悬、增稠、乳化、缓释等作用，硫酸耐尔蓝共振光散射法测定羧甲基纤维素钠，广泛地应用于日用化工、石油开采、纺织、 造纸、建材、食品医药工业等[1]。目前，NaCMC的定量分析方法主要是用硫酸将NaCMC水解为单糖的 蒽酮显色分光光度法[2a4]。该法重现性好，但是灵敏度不高且操作繁琐。近年来，共振瑞利散射（RRS) 技术已有较多应用于蛋白质[5a8]、核酸[9a12]等生物大分子的研究。我们曾报道利用二级散射（SOS)和 倍频散射（FDS)技术测定Hg(^)[13]、C8(^)[14]、Cr(")[15]等金属离子。本文利用碱性酚嗯嗪染料硫 酸耐尔蓝（NBS)在近中性介质中与NaCMC反应形成大体积的离子缔合物，引起RRS、SOS和FDS显著 增强定量分析NaCMC。用3种方法测定合成水样和烟丝提取液中NaCMC的浓度，结果令人满意。

1实验部分

1.1试剂和仪器

羧甲基纤维素钠（NaCMC )贮备液：1.000 0 g/L，硫酸耐尔蓝共振光散射法测定羧甲基纤维素钠，使用时用水稀释50倍为工作液。硫酸耐尔蓝 (NBS, Chroma 进口分装）溶液（1.0 Xl0@4 mol/L)。Britton-Robinson 广泛缓冲溶液（BR,pH 值为 1.8 ~ 12)由0. 04 mol/L H3PO4、H3BO4和HAc的混合酸与0. 2 mol/L的NaOH溶液按一定比例混合，再在酸 度计上校正酸度。所用试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。Hitachi F-2500型荧光分光光度计 (Hitachi Ltd. Tokyo Japan)测定参数:狭缝宽度5.0 nm,光电倍增管（PMT)负电压为400 V。UV-8500 型紫外-可见分光光度计（香港天美）。PHS-3C型酸度计（上海分析仪器三厂）。

1.2 实验方法

于10 mL干燥比色管中，依次加入2.5 mL1.0x10@4mol/L硫酸耐尔蓝，.0 mLpH=6. 0的BR缓 冲溶液和一定量NaCMC,用水稀释到刻度，摇匀，放置10 min后在荧光分光光度计上以=AMX(即 AA =0)进行同步扫描，得共振瑞利散射光谱，在处测定散射光强度$RR(和试剂空白的散射强度 ‘，计算A/RRS =$RRS -/°RRS。以AM= =2!„和AM= =1/2AM[分别测定溶液的二级散射光强度U和倍频散 射光强度$FD(，以$SOS和$FDS分别对相应波长作图，得到SOS和FDS光谱图；再分别于SOS峰和FDS峰处 测量离子缔合物的散射强度/SOS和$FDS及试剂空白的散射强度^OS和$°FDS，分别计算A/SOS = $SOS - $0OS和

A$FDS = $FDS - $FDS。

2结果与讨论 2.1散射光谱和吸收光谱

NaCMC的相互作用，只有硫酸耐尔蓝与NaCMC反

比较2种吩嗯嗪类染料萘酚蓝和硫酸耐尔蓝与 应产生强烈RRS散射，而萘酚蓝和NaCMC作用无 散射信号。对硫酸耐尔蓝试剂空白、NaCMC溶液和 二者反应所得溶液用AA =0进行同步扫描，得到 RRS光谱如图1。可见，染料或NaCMC本身RRS较 弱;在实验条件下，当少量NaCMC存在时，NaCMC 与硫酸耐尔蓝结合引起溶液在200 ~ 600 cm范围 RRS增强，最大RRS峰位于298 nm,另有360和 536 cm 2个较弱RRS峰。

图2和图3分别为NBS-NaCMC体系的试剂空 白和缔合物溶液的二级散射光谱和倍频散射光谱。 表1为相同条件下，NBS-NaCMC体系的RRS、SOS 和FDS光谱特征的比较。可以看出，NBS本身的 SOS和FDS强度非常弱，当与微量NaCMC反应后， 散射光强度大大增加。在2. 0 x 10>6 g/mL NaCMC 存在下，各自的最大波长处///。分别约为13.41和 9. 96,但均低于同等浓度下RRS的///。值（15. 27)。

表 1 NBS-NaCMC 体系 RRS、SOS、FDS 光谱特征（c(CMC) =2.0x1〇-6 g/mL) Table 1 RRS，SOS and FDS spectral characteristics of an NBS-NaCMC system

Spectral type!臓/腿///〇( Amax )Other scattering peaks/nm

RRS2982 661/174.3360, 536

SOS50076.7/5.72588, 740

FDS39258.76/5.9298, 370

图4是NBS和NBS-NaCMC的吸收光谱。可以看出，NBS有278、329、598和640 nm 4个吸收峰。 最大吸收峰位于598 nm，并有1肩峰640 nm，说明在该浓度下，NBS主要以二聚体（特征峰为590 nm) 形式存在[14]，还含有少量的单体（特征峰为640 nm)。带正电荷的NBS二聚体与带负电荷的NaCMC可 通过静电作用和疏水作用生成离子缔合物微粒产生RRS增强。NBS-NaCMC体系的吸收光谱与RRS光

谱相比较（图5)可见，RRS峰的298、360和536 *+分别接近其吸收峰320、382和560 *+，符合共振瑞

利散射的规律。

2.2反应条件对散射强度的影响

2.2.1溶液酸度的影响随着试剂空白pH值的增加，其RRS强度先增加后减小，在pH为5. 5 ~6. 4 之间最小。NBS与NaCMC混合物的RRS强度在pH为5.5 ~6.4范围内最大。故pH为5.5 ~6.4为该 体系的最佳酸度范围，本文选用pH =6. 0。体系的pH值与其SOS和FDS强度之间也有类似关系，最佳 酸度均为pH为5.6~6.0。最佳缓冲溶液的用量0.8~1.3 mL，本实验选用1.0 mL。

2.2.2染料用量的影响体系最佳染料用量为2.2 ~2. 8 mL，即2. 2 x10—5 ~2. 8 x10—5 mol/L，本文 选用2. 5 mL。SOS和FDS情况同RRS。

2.2.3体系的反应速度及其稳定性试剂空白的RRS强度不随时间而变化，而NBS-NaCMC体系的 RRS强度在10 min之后达到最大，并能稳定40 min，然后缓慢下降。SOS与FDS的情况类似。

2.2.4离子强度的影响用1 mol/L的NaCl溶液研究离子强度对体系RRS散射强度的影响。结果表 明，试剂空白的RRS强度不受离子强度影响，而染料与NaCMC混合溶液的RRS强度在NaCl浓度小于 0. 05 mL时基本不变，然后随NaCl强度增加而减小。

2.3散射强度与NaCMC浓度的关系

在上述条件下，取不同量的NaCMC与NBS反应，在相应波长下测量A/，硫酸耐尔蓝共振光散射法测定羧甲基纤维素钠，以对NaCMC的浓度最 小二乘法回归得回归方程。相应的相关系数、线性范围及检出限见表2。3种方法检出限在1.8 x 10-9 ~3.8 x10-9 g/mL 范围。其中 RRS 法灵敏度最高，为 1.8 x10-9 g/mL。

表2 NBS散射法测定NaCMC的分析特性 Table 2 The determination of NaCMC with NBS

MethodWavelength/ nmRegression equationCorrelation coefficient106Linear range/(g* mL-1 ) 109Detect limit/ g •mL-1 )

RRS! ex=! em,= 300/300A/RRS=-123.3 +1810.7c0.999 6( #= 6)0. 05 -3.01.8

SOS! = !

! ex em,= 294/588A! S〇S= -2〇.〇 +43.06c0.998 6( #=5)0.05 -2.51.8

FDS! ex em,= 784/392A!FDS=-〇.367 +27.62C0.996 5( #=5)0.05 -2.53. 8

2.4共存物质的影响

按实验方法考察了一些常见离子，阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂以及非离子表面活性剂 等共存物质对瑞利散射法测定NaCMC的影响。高价金属如C( " )、Al( # )和Fe( # )以及阴离子表面 活性剂有干扰，其它低价金属离子、阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂均不干扰，结果见表3。

表！ 共存物质的影响U(NaCMC) =2.0xl0-6 g/mL)

Table 3 Effects of coexisting substances( ( NaCMC )= 2.0 x 10 -6 g/mL)

Coexisting substances106c( Coexisting)/( g • mL-1 )Error/ 7Coexisting substances106c( Coexisting)//g • mL-1 ) Error/ 7

Na9，Cl41 150-7.6"#-cystin801.0

K+，Cl4390-8.1#-tyrosine403.7

NE9，Cl4273.1#-leucine40-4.5

Ca( ! )，Cl440-4.3"-threonine42-4.1

Mg( ! )，s〇4_20-2.9#-histidine404. 1

Zn( ! ),Cl44.61.4Nicotinic acid50-7.5

Cu( ! ),s〇442. 43.8Lactose50-7.8

M( ! ),Cl45. 5-8.5Saccharose50-4.2

AU ")，Cl40. 21.6Maltose603.2

Fe( ")，S〇440. 06-3.4Glucose50-1.0

Cl4 , Na91 775-7.6Vitamin B.15-4.8

H2PO4" , K950-3.4CPC102. 6

C〇24,Na9176.41.8CTMAB101.5

S〇24, Na9250-2.8ZephiramineC Zeph )105.7

BSA10-7.0PVP5004. 6

Triton X-100200-3.9Poly vinyl alcoho/ PVA)300-1.8

"-tryptophan201.3

CPC： Cetyldecyl pyridinium chlorid； CTMAB： Cetyl trimethylammonium bromide； PVP：Poly vinyl pyrrolidone.

2.5样品分析应用

2.5.1合成样中NaCMC的测定根据表3共存物质干扰允许量合成了 3个样品，考察了 RRS法、SOS 法和FDS法的准确度和精确度，结果见表4。

表4合成样品中NaCMC含量的测定（2.0 x 10 -6 g /mL)

Table 4 Determination of the concentration of NaCMC in the synthetic samples

SampleMethod106 Added NaCMC/

(g • mL -1 )106 Determined NaCMC/

(g • mL -1 )RSD/7Recovery/7106( Other coexisting substances)/

(g • mL -1 )

NO. 1RRS2. 01.902.494.7Na9 1 150; Fe(") 20; Ca(!) 10; Cl- 1 953

SOS2. 01. 804. 390.0S〇2- 200; Mg(!) 50; Glucose 100;

FDS2. 01. 822. 391.1Saccharose 100; saccharose 100; threonine 115

NO. 2RRS2. 01. 994. 899.5K9 300; H2P〇4- 700; Na9 1 150;

SOS2. 01.93.696.2Cl 1 775 ; glucose 100; maltose 100;

FDS2. 01. 932. 196.4tryptophan 115

NO. 3RRS2. 02. 041.7101.8K9 30; H2P〇4- 70; Na9137;

SOS2. 01. 982. 199.2HCO3- 357； tyrosine 100; maltose 100;

FDS2. 02. 013.3100. 7glucose 100; vitamin B! 115

2.5.2烟丝中CMC浓度的测定分别称取某品牌香烟3种烟丝1. 000 g，在沸水中抽提1 h，硫酸耐尔蓝共振光散射法测定羧甲基纤维素钠，将提取液 过滤，定容到100 mL。按照实验方法分别加入烟丝提取液1.0 mL进行测定。在各试样中加入0.5 mL 的NaCMC标准样，测定其回收率，所得实验结果如表5所示。

表5烟丝提取液中NaCMC的测定

Table 5 Determination of the concentration of NaCMC in tobacco extracts

Samples,, 106 Determined NaCMC/ Methods

(g* mL-1)RSD/7Recovery/7106 Added NaCMC/

(g • mL -1 )NaCMC • ( Cut tobacco) -1/ (g.g-1)

NO. 1RRS0. 1494.094.71.00. 014 9

SOS0. 1453. 490. 01.00. 014 5

FDS0. 1383. 691.11.00. 013 8

NO. 2RRS0. 1722. 899.51.00. 017 2

SOS0. 1683.796.21.00. 016 8

FDS0. 1643.296.41.00. 016 4

NO. 3RRS0. 1581.7101.81.00. 015 8

SOS0.1622. 199.21.00. 016 2

P0. 1673.3100.71.00. 016 7

以上结果表明用NBS共振瑞利散射、二级散射和倍频散射方法分析烟丝等不含阳离子表面活性剂 的样品中的NaCMC，灵敏度较高，方法简便、快速，具有较好的准确度和重复性，可用于微量NaCMC的测定。