關(guān)鍵詞:二維離子色譜儀;碘,;硫氰酸,;高氯酸;
Key words:Iodine ion; thiocyanate; perchlorate; two-dimensional ionchromatograph;
引言
高氯酸鹽是能被人體吸收并且危害到人的身體的一種化合物,,會(huì)導(dǎo)致飲用水和環(huán)境水的污染,。它可抑制甲狀腺對碘的正常吸收,從而減少了甲狀腺激素的產(chǎn)生,。硫氰酸鹽屬于有毒有害物質(zhì),,它天然存在于各類食品中,并可在人類肝臟中合成,,是氰hua物的解毒代謝產(chǎn)物,。過量攝入硫氰酸鹽,可引起急性毒性,。少量攝取可妨礙機(jī)體對碘的利用,,引起甲狀腺疾病,尤其對胎兒和嬰兒的智力和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育存在較大的風(fēng)險(xiǎn)[2],。碘是人體所必需的一種微量元素,甲狀腺組織合成甲狀腺激素需要適量的碘作為原料,甲狀腺激素在各個(gè)器官系統(tǒng)的代謝,、生長和發(fā)育成熟中起著重要的作用。甲狀腺激素的減少會(huì)造成不正常的代謝規(guī)律并且可導(dǎo)致成人甲狀腺腫瘤的生成[3],。
綜上所述,,同時(shí)檢查水體中的高氯酸鹽,硫氰酸鹽和碘離子,,可以有效監(jiān)控各種離子的比例,,判斷有毒有害物質(zhì)對于自然環(huán)境的影響,從而減少環(huán)
境對人類的危害,。
在本文中,,二維離子色譜[4-6]的方法被用來解決分離高濃度基質(zhì)離子中碘離子,硫氰酸鹽和高氯酸鹽,。一維色譜使用4 mm IonPac AS16離子色譜柱用以分離基質(zhì)離子,,然后將7.5 mL通過抑制器后含有碘離子,硫氰酸鹽和高氯酸鹽的淋洗液導(dǎo)入MAC-200(0.75×80 mm)富集柱,,再通過IonPac AS20Capillary(0.4×250 mm)色譜柱在二維色譜中進(jìn)行分離和定量分析,。這個(gè)方法有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):大體積直接進(jìn)樣,能在一維色譜部分將碘離子,,硫氰酸鹽和高氯酸鹽與高濃度基體(氯離子和硫酸根離子)分離,;通過富集柱濃縮,在二維色譜達(dá)到*分離并將靈敏度提高30-40倍,;通過把兩種不同的色譜柱結(jié)合在一起,,消除了常見陰離子對測定的干擾,降低了假陽性的可能,。實(shí)踐證明,,本文對于檢測高離子強(qiáng)度基質(zhì)中痕量高氯酸鹽、硫氰酸鹽和碘離子進(jìn)行檢測,,完達(dá)到各離子檢出的要求,。
測試條件
一維色譜色譜柱:IonPac AS16,9.0 μm,,4×250 mm(P/N: 055376),;IonPac AG16,13 μm,,4×50 mm(P/N: 055377)流速:1 mL/min,;溫度:30 ℃ (柱溫);淋洗液:氫氧化鉀梯度淋洗,,0-14 min,,60 mmol/L;14.5-55 min,,5 mmol/L,;55-60 min,60 mol/L,;進(jìn)樣體積:750 μL,;檢測器:抑制電導(dǎo)檢測,陰離子自動(dòng)電解連續(xù)再生微膜抑制器ASRS 300(4 mm),自循環(huán)抑制模式,;抑制電流:150 mA,;CRD:CRD 300 4-mm
二維色譜色譜柱:IonPac AS20 Capillary ,7.5 μm,,0.4×250 mm(P/N: 075399),;IonPac AG20 Capillary,11 μm,,0.4×50 mm(P/N: 075400)流速:0.01 mL/min溫度:30 ℃(毛細(xì)管離子色譜iCube),;淋洗液:氫氧化鉀梯度淋洗,0-5 min,,5 mmol/L,;5-45 min,5-50 mmol/L,;45.5-58 min,,80 mmol/L;58-60 min,,5 mmol/L,;淋洗液源:ICS-5000 EG;進(jìn)樣體積:7.5 mL (一維色譜出來后進(jìn)濃縮柱)濃縮柱:MAC-200(0.75×80 mm),;檢測器:抑制型電導(dǎo)檢測器,,自循環(huán)模式,抑制器抑制電流7 mA,;毛細(xì)管離子色譜譜立方集成裝置iCube(含色譜柱單元,、抑制器單元、二氧化碳去除單元和脫氣單元),。
樣品前處理方法
對于地表水樣品,,前處理過程相對簡單,只需要過濾0.22 μm的濾膜即可進(jìn)樣,。二維離子系統(tǒng)由兩套離子色譜系統(tǒng)組成(圖3),。一維系統(tǒng)為常規(guī)離子色譜系統(tǒng),使用IonPac AG16+IonPacAS16(4×250 mm)色譜柱對樣品進(jìn)行預(yù)分離,,將高濃度基體與被測離子分開,;樣品閥上安裝750 μL的大體積定量環(huán),用于水樣進(jìn)樣,;進(jìn)樣后,,樣品經(jīng)過一維色譜的分離和抑制后,淋洗液將含有碘離子,,硫氰酸鹽和高氯酸鹽的液體帶入二維毛細(xì)管離子色譜進(jìn)樣閥上安裝的MAC-200(0.75×80 mm)富集柱,,再通過二維毛細(xì)管系統(tǒng)中的IonPac AS20 Capillary(0.4×250 mm)色譜柱在二維色譜中進(jìn)行分離和定量分析,。
結(jié)果和討論
分離體系的選擇
毛細(xì)管離子色譜具有進(jìn)樣體積小(0.4 μL),,高靈敏度,,使用方便,減少化學(xué)試劑用量,,連續(xù)運(yùn)行,,高樣品通量等優(yōu)點(diǎn),。類似于毛細(xì)管液相色譜,,質(zhì)量靈敏度或者相同進(jìn)樣量情況下毛細(xì)管離子色譜的靈敏度是常規(guī)離子色譜的100倍,對于一些常見離子,,其檢出限可達(dá)到fg級,。
本文以IonPac AS16為一維色譜分析柱,KOH為淋洗液,。將常見陰離子和待測的三種離子進(jìn)行分離,。需測定三種陰離子是疏水性陰離子,較常見陰離子在色譜柱上保留更強(qiáng),。在使用高濃度的淋洗液(60 mmol/L KOH)進(jìn)行淋洗時(shí),,出峰時(shí)間比常見陰離子晚,因此可以與樣品中的高濃度基體分離,。進(jìn)樣后,,樣品經(jīng)過一維色譜的分離和抑制后,淋洗液將含有碘離子,,硫氰酸鹽和高氯酸鹽的液體帶入二維毛細(xì)管離子色譜進(jìn)樣閥上安裝的MAC-200(0.75×80 mm)富集柱,,再通過二維的毛細(xì)管離子色譜進(jìn)行分離。二維色譜使用的是IonPac AS20 Capillary色譜柱,,同樣是測定疏水性陰離子的常用色譜柱,,但是由于毛細(xì)管離子色譜的靈敏度較常規(guī)離子色譜高,因此本法的檢出限降低了30-40倍,。本方法提供一維色譜大體積進(jìn)樣,,以及二維色譜的富集功能,再加上毛細(xì)管離子色譜的高靈敏度,,使三種待測離子的靈敏度大大提高,。同時(shí)使用不同型號的兩種色譜柱,對待測離子的定性也有很大幫助,。
樣品基體的去除
常見水樣中含有較高的氯離子和硫酸根離子,,使得在常規(guī)檢測中,對于碘離子,,硫氰酸鹽和高氯酸鹽的檢出造成很大的影響,。在二維色譜
中,,通過一維離子色譜的分離,將常見陰離子與待測離子分離,,只將含有待測離子的抑制后的淋洗液導(dǎo)入二維離子色譜,,從而達(dá)到基
體消除的效果。
二氧化碳去除裝置
二氧化碳去除裝置(Carbonate Removal Device,,CRD),,是一種去除樣品或流動(dòng)相中CO32-離子的裝置,主要是利用其內(nèi)芯上一層能穿透二氧化碳的膜使經(jīng)過抑制后的二氧化碳不斷透過,,從而去除掉碳酸根的峰,。在使用氫氧根體系的離子色譜系統(tǒng)中,由于空氣中二氧化碳的影響,,樣品中常含有碳酸根,。在本實(shí)驗(yàn)中,由于進(jìn)樣體積較大(750 μL)因此,,碳酸根對二維色譜的富集柱有很大影響,,容易造成富集柱保留效率的下降。在系統(tǒng)中加入了CRD后,,可以有效去除碳酸根離子的干擾,,使二維系統(tǒng)的定量計(jì)算更加準(zhǔn)確。
線性范圍
環(huán)境水樣中高氯酸鹽,,硫氰酸鹽和碘離子的含量較低,,一般為 μg/L級,因此,,選用0.05-100 μg/L濃度范圍做校正曲線如圖2所示為50μg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的毛細(xì)管離子譜分離圖,。通過五個(gè)濃度點(diǎn)的峰面積與濃度之間做一條標(biāo)準(zhǔn)校正曲線。三種陰離子線性回歸曲線的系數(shù)均在99%以上,,選擇10 μg/L的標(biāo)液進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn),,5針的RSD均小于2%;選取空白樣品進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn),,回收率均大于85%(表1),。
實(shí)際樣品分析
應(yīng)用所建立的方法對環(huán)境水樣品中的三種陰離子進(jìn)行了分析,部分結(jié)果參見表2,。
結(jié)論
采用二維毛細(xì)管離子色譜法同時(shí)測定環(huán)境水中的碘離子,、硫氰酸鹽和高氯酸鹽為離子色譜的測定建立了新的方法。采用二維離子色譜實(shí)現(xiàn)在線去除干擾離子的方法,,使一些在高含量基質(zhì)中的痕量離子能實(shí)現(xiàn)測定,,而無需衍生或萃取小柱去除雜質(zhì),保證了痕量離子的回收率,,采用毛細(xì)管離子色譜進(jìn)行測定,,提高了痕量離子的靈敏度,,成功實(shí)現(xiàn)了高基體樣品中痕量離子的檢測,可應(yīng)用于食品,、藥品,、生物等各個(gè)領(lǐng)域的檢測。
參考文獻(xiàn)
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