直接黄4的应用

背景及概述^[1]

直接黄4又名亮黄，浅棕色粉末。溶于水，溶液呈黄色。变色范围pH值7.0(黄色)～9.4(红棕色)。在分析化学中用于测定钴、镁和镍，是一种酸碱指示剂和生物染色剂。

应用^[2-4]

直接黄4在生物化学、微生物学、医院临床等方面用于细胞染色，亦可用作酸碱指示剂以及检查钴、镁、镍的试剂。其应用举例如下：

1）直接黄4共振光散射法测定微量蛋白质。

在10 mL 比色管中依次加入直接黄4溶液0.5 mL，pH 2.5 BR 缓冲溶液2.0 mL，一定量的蛋白质或样品溶液，以水稀至刻度，摇匀。1 min 后，在荧光分光光度计上以激发波长λex 等于发射波长λem 同步扫描，可得体系RLS 光谱。定量测定时，固定λex =λem=510 nm 测定体系RLS 强度I 和试剂空白溶液RLS 强度I 0，ΔI =I - I0。结果显示在pH 2.5 的Brit ton-Ro bison 缓冲溶液中，直接黄4在510 nm 处的共振光散射增强与蛋白质浓度呈线性关系。对牛血清白蛋白，线性范围为0.25 ～ 11.5 mg L- 1，检出限48 μg L- 1 。方法用于合成样品和人尿样品中蛋白质的测定，结果满意。

2）铬(Ⅲ)-邻菲啰啉-直接黄4缔合体系光度法测定痕量铬(Ⅲ)。　

近年来随着电镀、冶金、制革等涉铬工业的迅猛发展，环境中铬含量不断增加。环境中铬主要以无机铬形态存在，常见价态为铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ )。铬(Ⅲ)是人体必需的微量元素，参与代谢，促进人体生长发育，而铬(Ⅵ )是致癌物。由于铬(Ⅲ)在动植物体内可积累，在强氧化条件下可能会转化成对人体有害的铬(Ⅵ)，因此，对铬(Ⅲ)排放量需严格监控。在NaAc-HAc 缓冲溶液中，铬(Ⅲ)与邻菲啰啉(phen)和直接黄4(BY)离子缔合反应条件，建立了分光光度法测定痕量铬(Ⅲ)的新方法。

具体步骤为：在pH 5.7 NaAc-HAc缓冲溶液中，铬(Ⅲ)与邻菲啰啉(phen)和直接黄4(BY)反应生成稳定的离子缔合物[Cr(phen)]BY3，在吸收峰382 nm处体系吸光度明显增强，建立了分光光度法测定痕量铬(Ⅲ)的新方法。试验了酸度、试剂用量、表面活性剂、反应温度和时间的影响，确定了反应条件。铬(Ⅲ)质量浓度0~0.30μg/mL范围内符合比尔定律，表观摩尔吸光系数为1.31×105L.mol/cm，检出限为3.63μg/L。方法用于测定电镀废水中铬(Ⅲ)，相对标准偏差分别为1.9%和1.4%(n=5)，回收率分别为96%和99%。 

3）锌(Ⅱ)-邻菲啰啉-直接黄4缔合体系褪色光度法测定营养盐中痕量锌。　

锌是人体必需的微量元素之一，参与人体内许多金属酶的构成，具有维持机体正常代谢，促进生长发育，促进食欲，参与免疫功能等重要生理功能。缺锌会导致生长发育停滞，侏儒症、不育症等疾病；但是锌摄入过量则会引起中毒。因此，准确测定锌含量具有重要意义。目前测定锌的方法主要有分光光度法、荧光光谱法、原子吸收光谱法、电化学法和质谱法等。有的分光光度法虽然灵敏度高、选择性好，但显色剂水溶性较差，反应沸水浴加热时间长；质谱法仪器昂贵，需技术人员熟练操作，难以推广应用。

有研究依据在阿拉伯树胶存在下，在氨水-氯化铵缓冲介质中，锌(Ⅱ)与邻菲啰啉(Phen)和直接黄4(BY)发生离子缔合反应，使直接黄4褪色，由此建立了测定营养盐中痕量锌的褪色光度法。步骤为：在10 mL 比色中，依次加入pH 8.5 的氨水-氯化铵缓冲溶液0.8 mL，一定量(条件试验加入10 μg)锌(Ⅱ)标准溶液，1.0 ×10 ^-3 mol/L邻菲啰啉溶液0.8 mL，1.0 ×10 ^-4 mol/L直接黄4溶液2.5 mL和10 g/L阿拉伯树胶0.5 mL，用水定容并摇匀，室温静置15 min 。以水为参比，用1 cm 比色皿，于波长490 nm 处分别测量离子缔合体系的吸光度A 和试剂空白的吸光度A0，计算ΔA(A0 - A)。

制备^[2]

以对硝基甲苯为原料，经磺化、氧化、还原和重氮化一偶合反应而得到直接黄4：

步骤1：重氮盐的制备

在三颈瓶中加入4，4’ -二氨基二苯乙烯2，2’ -二磺酸100克，碳酸钠40克，水500m l，才容解后过滤，溶液中加入盐酸100 ml，冷至5 ℃ 以下，滴加亚硝酸钠溶液，用碘化钾淀粉试纸检查终点，反应完后继续搅拌5 分钟，溶液低温保存备用。

步骤2：偶合反应

烧杯中加入碳酸钠66g，氢氧化钠20g和苯酚60g，溶解后过滤，滤液转入三颈瓶中，冰浴冷却，搅拌下分次将重氮盐溶液加入三颈瓶中，加完后继续搅拌30分钟，温热至50 ℃，用盐酸调节p H 7 ~ 7.5，冷却吸滤，冰水洗涤，60 ℃干燥，黄色粉末，产率79 % 。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] 直接黄4共振光散射法测定微量蛋白质

[3] 铬(Ⅲ)-邻菲啰啉-直接黄4缔合体系光度法测定痕量铬(Ⅲ)

[4] 锌(Ⅱ)-邻菲啰啉-直接黄4缔合体系褪色光度法测定营养盐中痕量锌