基体消除-离子色谱法分析复杂基体中的阴阳离子.

基体消除-离子色谱法分析复杂基体中的阴阳离子 (瑞士万通中国技术支援中心, 中国上海, 200053 摘 要:准确而方便快捷的样品预处理是目前分析化学研究的难题之一,它制约着相关学科如环境科学和生谱;阴离子;阳离子

谱(IC 从二十世纪七十年代问世至今得到了迅猛的发展,被认为是各种离子化 合物等性能。但是实际是目前分析化学的瓶颈,它制约着相关学科如环境科学和生命科学的发展,是分括过滤、超滤、固相萃取、渗析、稀释、预浓缩等。英蓝基体消除技术结合Metrohm 812+833装置,分析了甘油样品中的K +,IPA 、

H 2O 型离子色谱仪(瑞士万通配有电导检测器、化学抑制器、低脉冲串联式双活钠、碳酸

孙郑冬 命科学的发展,是分析化学研究的热点。对于大量复杂基体的样品,离子色谱可以采用合适的方法,通过预处理后再用离子色谱法进行分析,但如果预处理方法不合适,经常会导致不稳定的基线、畸形的色谱峰、较差的分离效率,甚至根本无法进行色谱分析,同时色谱柱的寿命也会大大缩短。合适的预处理方法可大大提高复杂基体样品测定结果的准确性、提高分析方法的灵敏度。采用Metrohm 812+833英蓝基体消除装置,分析了含甘油样品中的K +,以及IPA(异丙醇、H 2O 2 31%、NH 3·H 2O 2%、NMP中的F -、Cl -、NO 3-、PO 4-、SO 42-等阴离子,并获得满意的测定结果。

关键词:英蓝技术;基体消除;离子色1. 前言 离子色最有效的分析方法之一[1]。 IC 特别适用于多组分无机和有机阴阳离子的快速、同时测定。对大多数应用而言,IC 的显著特点是:选择性强、测定范围广、灵敏度高。

可通过分析标准溶液,论证现代IC 的色谱分离度、同时性、灵敏度和速度应用中,通常面临的是真实样品。样品组分可能差别很大,多数情况下都需要通过复杂的样品制备过程,才能进行IC 分析。如待测组分的浓度太高、样品必须先稀释,然后才能进样;检测系统的灵敏度不够高,待测离子需先预浓缩后才能定量分析;样品中待测离子浓度相差几个数量级;存在信号重叠引起干扰的物质;存在对分离柱产生不可逆转影响的物质;以及含颗粒、固体、气体样品的测定等。所以,样品的前处理至关重要[2~4]。

2. 英蓝技术 样品前处理析化学研究的难点和热点问题之一。由于样品数量极多,且分析物含量越来越低、基体越来越复杂,迫切要求发展高通量、高选择性、高效率的在线样品前处理技术。因此,开展这方面的研究具有极为重要的意义。近年来,自动化的样品前处理技术,尤其是在线样品前处理技术,正越来越受到分析界的关注。

实践中已广泛应用的样品前处理技术包所有这些技术的共同点是:通常用手工来完成。但是,手工样品制备不仅费时,而且精确度和准确度差,分析成本高。为此,瑞士万通开发了离子色谱样品直接进样连续处理分析技术(Metrohm Inline Sample Preparation, MISP 。实现了全自动的样品渗析、样品超滤、样品稀释、和样品基体消除。为最优化离子色谱样品制备带来了不可估量的潜力。分析费用大为降低,同时分析结果的质量显著改善。从而使离子色谱作为重要分析手段的领域得到了持续的扩展。

本文使用2 31%、NH 3 2%、NMP 中的F -、Cl -、NO 3-、PO 4-、SO 42-等阴离子,获得满意的测定结果。

3. 实验部分 3.1 仪器及试剂Metrohm-761 塞往复泵、812六通定量阀、833双通道蠕动泵、数据采集/处理软件等。

标准样:F -、Cl -、NO 3-、PO 4-、SO 42- (国家标准物质研究中心。硝酸钾、碳酸

氢钠均为分析纯,溶液均用电阻率为18M Ω超纯水配制。 KHSO 4的形式存在; 3.2 :Metrosep C2 150 型阳离子分析柱(150×4mm ,Metrosep C2 Guard 保护

柱(pp 5 250 型阴离子分析柱(250×4mm ,Metrosep A Supp 4/5 Gua 2O 2 31%、NH 3 2%、NMP 中的F -、Cl -、NO 3-、PO 4-、SO 42-等阴离子测定。 3.3 充至100µL 定量管里,然后开启蠕动泵带动超纯水,用超纯水将此100µ基准物KNO 3进烘箱干燥后,准确称量,用去离子水配置成100PPM 的标标准偏差为1.35g/L 。

择 谱仪测定阴离子时常用Na 2CO 3/NaHCO 3系列淋洗液,不同浓度的淋洗结果见表1,色谱图如图1所示。两个样品的相对标准偏差为2.83度分析结果 Mean(mg/L RSD(%样品1:含甘油样品中的的测定pH=2,K +以K 2SO 4、和色谱条件

阳离子分析50×4mm ,Metrosep C PCC 预浓缩柱;流动相:2mM 硝酸+2%丙酮淋洗液,进样体积:100μL ,流速:1.0mL/min 。 阴离子分析:Metrosep A Su rd 保护柱 (50×4mm Metrosep A PCC 预浓缩柱;流动相:3.2mmol/L 碳酸钠 + 1mmol/L 碳酸氢钠 + 2%丙酮(V/V 淋洗液,100mM 硫酸抑制器再生液,进样体积:100μL ,流

速:0.7mL/min 。 样品2:IPA 、H 在线基体消除原理 样品由自动进样器填L 样品从定量管完全转移到浓缩柱上,切换六通阀,使预浓缩柱离开超纯水流路同时进入离子色谱分离流路实现进样,同时计算机采集色谱图。在样品转移过程中,样品中的待测离子被预浓缩柱保留,而样品中的基体不在预浓缩柱上保留随超纯水流出。整个样品预处理过程在线进行,并由色谱软件程序控制。可以在色谱软件中通过选择“样品转移时间”,控制样品转移过程中超纯水的用量。 3.4 标准曲线的绘制

以阳离子K +为例,准液,然后依次配置0.1ppm 、1ppm 、2ppm 、10ppm K +离子的标准溶液。

K +的峰面积与质量浓度之间的线性关系良好,相关系数为0.0.99997,相对7%,线性回归方程为:Q = 0.270071*A-7.11692 (1 根据公式(2:DL=3*Noise/H*C (2

可计算得此测定 K +离子的检测限为0.03m 4. 结果与讨论 4.1 淋洗液浓度的选用带抑制器的离子色液浓度及流速对分离效果有很大影响[1],由于样品基体较为复杂,为改善离效果,淋洗液中都加入一定量的丙酮。本文中阳离子分析采用2mM 硝酸+2%丙酮淋洗液,流速

1.0mL/min ;阴离子分析采用3.2mmol/L Na 2CO 3 + 1mmol/L NaHCO 3+ 2%丙酮(V/V

,50mM 硫酸抑制器再生液,淋洗液流速0.7ml/min 。 4.2 阳离子分析结果 甘油样品中的K +的分析4%和2.409%。

表1 样品中K+的浓SD Sample 1#43.317 1.2278 2.834 Sample 2# 0.447 0.0108 2.409 甘油中的钾离子 图1样品 -6-6-6-6-6-5u S /

4.3 阴离子分析结果 2O 2 31%、NH 3 2%、NMP 中的F -、Cl -、NO 3-、PO 4-、SO 42-等阴离子分析子的浓度分析结果

应用本法对IPA 、H 结果见表2。样品的色谱图见图2~5。 表2 样品中阴离 2图2 IPA中阴离子的色谱图 图O 中阴离子的色谱图 Fi 2O 2 sample

3 H 2g.2 Anions in the IPA sample Fig.3 Chromatogram of Anions in the H 图 4 NH 图 5 NMP中阴离子的色图 Fig.4 Chro PA sample 能很好的解决基体对阴离子分析带来的干扰,同时保证分离柱不受损坏, 不但3中阴离子的色谱图 谱 matogram of Anions in the IPA sample Fig.5 Chromatogram of Anions in the I 5 结论与建议

采用基体消除提高了检测灵敏度, 还延长的仪器的使用寿命。实验证明对于有机物NMP 、IPA 、H 2O 2、NH 3等样品也可以采用稀释后直接进样,但易受基体干扰,采用基体消除技术大大的改善了

色谱峰,提高了受干扰离子的检测灵敏度。由于这些试剂中含阴离子浓度较高量较大,

对ppb 级样品的测定有很大的干扰,因此建议用户在同时测定ppb 和ppm 样品时分开两套系统,分别用来测定超纯水中的痕量离子和高浓度样品中的ppm 级离子,以避免交叉污染带来的干扰。

参考文献: 纳. 离子色谱方法及应用,化学工业出版社 ].化学分析计量, 2005, 14(4: 59-62 223F - µg/L 8.77 1.898 6.98N.D. Cl - µg/L 273.04343225.885187.0590.939NO 3-µg/L 20.047 74.896 N.D. 27.376 PO 43-µg/L 2.103 11.831 7.56146.868 SO 42-µg/L 59.518 169.08951.1 76.376 [1] 牟世芬, 刘克[2] 王少明, 荀其宁, 许峰. 离子色谱分析的样品前处理方法[J [3]田松柏. 离子色谱分析中的样品预处理[J]. 岩矿测试, 1999, 3. 77-79 [4]叶明立等. 离子色谱样品预处理技术[J]. 现代科学仪器, 2004,2: 49-54

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