CN104483441A - 离子色谱柱切换法分离氟离子和小分子有机酸的系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离子色谱柱切换法分离氟离子和小分子有机酸的系统和方法，系统包括进样器、六通阀、六通阀柱切换器、离子排斥柱、接收管、阴离子交换柱、输液泵、电导检测器、废液瓶，进样器和六通阀柱切换器连接，六通阀柱切换器分别与液相泵和离子排斥柱连接，六通阀上连接接收管、输液泵和阴离子交换柱，阴离子交换柱后依次连接抑制器、电导检测器和废液瓶。本发明使用常规阴离子交换柱和离子排斥柱的串联可实现氟离子的准确定量，减少测定时的基体干扰，实现样品在线前处理，减少人为误差及人力劳动。解决了目前使用常规离子色谱测定氟离子时存在有机酸干扰的问题，降低了检测对色谱柱的依赖性。
Description
技术领域
本发明涉及一种离子色谱柱切换系统和方法，具体地说，是一种利用离子色谱柱切换法分离氟离子和小分子有机酸的系统和新方法。
背景技术
氟是环境化学与生命科学研究中常见的元素，其应用十分广泛，包括食品、生活用品、工业生产等。它也是人体所必需的微量元素之一，氟对人体的健康作用取决于剂量，摄入氟过多或过少都会给人体健康带来不利的影响。正因如此，发展准确测定氟离子含量的方法就显得尤为重要。
目前针对样品中的氟，有离子选择电极法，比色法，离子色谱法等检测方法，比较几种方法，氟离子选择电极法和比色法原理简单且成本低，但灵敏度差；而离子色谱法具有快速、灵敏、选择性好等优点，对微量的氟离子分析，可得到精确的结果，且重现性好[1-2]。但是针对基体复杂的样品，常规离子色谱法测定氟离子时极易受到小分子有机酸的干扰，难以将氟离子完全分离并准确定量。
参考文献
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发明内容
本发明正是针对现有技术的缺陷，在现有方法基础上进行进一步地改进，能够在线去除样品基质中的有机酸，同时利用普通阴离子交换柱完成对氟离子的检测。该方法灵敏度高，可广泛应用于环境监测、食品安全、卫生防疫等各领域。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明公开了一种离子色谱柱切换法在线前处理准确测定氟离子的系统，系统包括进样器、六通阀、六通阀柱切换器、离子排斥柱、接收管、阴离子交换柱、输液泵、电导检测器、废液瓶，进样器和六通阀柱切换器连接，六通阀柱切换器分别与液相泵和离子排斥柱连接，六通阀上连接接收管、输液泵和阴离子交换柱，阴离子交换柱后依次连接抑制器、电导检测器和废液瓶。
本发明还提供了一种离子色谱柱切换法分离氟离子和小分子有机酸的方法，具体步骤如下：
1)、先将基体复杂的样品经过处理后成为水溶液，使其中的氟离子以游离态形式存在；
2)、将溶液进样，先经过离子排斥柱将将保留较弱的氟离子等无机阴离子和保留较强的有机酸分离，进而通过接受管收集弱保留的氟离子及其它阴离子；
3)、收集环中的溶液随淋洗液进入阴离子交换柱中分离洗脱，再通过抑制器，电导检测器分析检测。
作为进一步地改进，本发明所述的样品中氟离子的测定有小分子有机酸的干扰。常规的样品可由离子色谱法直接测定，若样品中氟离子与小分子有机酸同时存在，则采用本方法可消除小分子有机酸干扰。
作为进一步地改进，本发明将离子排斥柱与阴离子交换柱串联，利用离子排斥柱对有机酸的保留特性除去样品中存在的水溶性有机酸，后利用阴离子交换柱对不同离子的保留差异，消除有机酸的干扰，准确测定氟离子。
作为进一步地改进，本发明所述的离子排斥柱是商品化的离子排斥柱或实验室制备的排斥柱，本方法采用的预处理柱离子排斥柱容易得到，有利于本方法的普及。其填料的制作方法如下：取3g聚苯乙烯-二乙烯基苯微球，加入15mL无水醋酸，反应5min后加入2mL二氯甲烷，反应30min后加入40mL 98％的浓硫酸，15min后再加入250mL硫酸。抽滤，用水冲洗至中性。
本发明还提供了一种将所保护的方法应用于准确测定复杂机制体系中受小分子有机酸干扰的氟离子。
本发明的有益效果如下：
本发明使用常规阴离子交换柱和离子排斥柱的串联可实现氟离子的准确定量，减少测定时的基体干扰，实现样品在线前处理，减少人为误差及人力劳动。
测定的内容是样品中的游离氟，目标物具体，为实际生活与生产提供可靠依据。应用范围广，涵盖食品、生活用品、农业、医药等领域，例如茶叶、啤酒、牙膏、尿样、血样、土壤等。
解决了目前使用常规离子色谱测定氟离子时存在有机酸干扰的问题，降低了检测对色谱柱的依赖性，同时利用离子排斥柱除去大量的有机酸可以减少基体对色谱柱的损害，延长色谱柱寿命。
附图说明
图1为本发明的离子色谱柱切换法在线前处理准确测定氟离子的结构和工作示意图；
图1中，1—进样器；2—定量环；3—废液瓶；4—六通阀柱切换器；5—离子排斥柱；6—阴离子捕获柱；7—液相泵；8—接收管；9—六通阀；10—阴离子交换柱；11—抑制器；12—电导检测器；13—输液泵。
图2为使用本方法后的牙膏中氟离子测定色谱图；
图2中，peak 1—氟离子。
具体实施方式
下面结合说明书附图，通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明：
本发明公开了一种离子色谱柱切换法在线前处理准确测定氟离子的系统及其检测方法，图1为本发明的离子色谱柱切换法在线前处理准确测定氟离子的结构和工作示意图；系统包括进样器1；定量环2；废液瓶3；六通阀切换器4；离子排斥柱5；阴离子捕获柱6；液相泵7；接收管8；六通阀9；阴离子交换柱10；抑制器11；电导检测器12；输液泵13。进样器1和六通阀柱切换器4连接，六通阀柱切换器4分别与阴离子捕获柱6和离子排斥柱5连接，六通阀柱切换器4上连接定量环2，六通阀9分别与输液泵13、阴离子交换柱10连接，阴离子交换柱后依次连接抑制器11、电导检测器12和废液瓶3，六通阀9上连接接受管8。
具体实施步骤为：通过液相泵7，将充满六通阀柱切换器4上定量环(25μL)中经前处理的待测样品在去离子水的(流速为0.8mL.min-1)输送下，于离子排斥柱3中在线去除其中的水溶性有机酸，经洗脱的溶液被保留在连接于六通阀9上的接收管8内(接收管体积为2mL)，1.9min后切换六通阀9，输液泵13中的氢氧化钠淋洗液将接收管9内的待测离子输送至阴离子交换柱10中分离洗脱，电导检测。为节省分析时间，采用梯度淋洗，设定的氢氧化钠浓度梯度为：1.0mM NaOH(0-13min)，45.0mM NaOH(13.2-25.0min)，1.0mM NaOH(25.2-31.0min)。本发明利用离子排斥柱5在线除去样品中的水溶性有机酸，阴离子交换柱分析氟离子及其它阴离子，电导检测器12进行检测。
图2为离子色谱柱切换法在线前处理准确测定氟离子的色谱图。图中显示1号峰为氟离子。通过此图，我们可以看出：牙膏基体复杂，其中含有氟离子和有机酸。采用本方法测定牙膏中的氟离子时无小分子有机酸的干扰，实现氟离子的准确测定。
利用离子色谱柱切换法在线前处理准确测定牙膏中的氟离子，实际样品中测得氟离子含量为862.48mg/kg。牙膏样品前处理方法为称取牙膏1.0g于100mL容量瓶中，加入50mL去离子水，超声30min，稀释至100mL，稀释8倍后经0.22μm尼龙滤膜过滤，收集滤液待用。
利用离子色谱柱切换法在线前处理准确测定茶叶中的氟离子，实际样品中测得氟离子含量为12.625mg/kg。茶叶样品前处理方法为称取茶叶1.0g于100mL具塞锥形瓶中，加入50mL沸水，沸水浴20min，冷却、离心，稀释20倍后经0,22μm尼龙滤膜过滤，收集滤液待用。
本发明所要保护的技术方案可以应用于测定复杂机制体系中的氟离子，用类似方案进行分析可提高灵敏度和改善检测限。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种离子色谱柱切换法在线前处理准确测定氟离子的系统，其特征在于，所述的系统包括进样器(1)、六通阀(9)、六通阀柱切换器(4)、离子排斥柱(5)、接收管(8)、阴离子交换柱(10)、输液泵(13)、电导检测器(12)、废液瓶(3)，所述的进样器(1)和六通阀柱切换器(4)连接，六通阀柱切换器(4)分别与液相泵(7)和离子排斥柱(5)连接，所述的六通阀(9)上连接接收管(8)、输液泵(13)和阴离子交换柱(10)，所述的阴离子交换柱(10)后依次连接抑制器(11)、电导检测器(12)和废液瓶(3)。
2.一种如权1所述的系统用于离子色谱柱切换法分离氟离子和小分子有机酸的方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)、先将基体复杂的样品经过处理后成为水溶液，使其中的氟离子以游离态形式存在；
2)、将溶液进样，先经过离子排斥柱(5)将将保留较弱的氟离子等无机阴离子和保留较强的有机酸分离，进而通过接受管(8)收集弱保留的氟离子及其它阴离子；
3)、收集环中的溶液随淋洗液进入阴离子交换柱(10)中分离洗脱，再通过抑制器(11)，电导检测器(12)分析检测。
3.根据权利要求2所述的离子色谱柱切换法分离氟离子和小分子有机酸的方法，其特征在于，所述的样品中氟离子的测定有小分子有机酸的干扰。
4.根据权利要求2所述的离子色谱柱切换法分离氟离子和小分子有机酸的方法，其特征在于，将离子排斥柱(5)与阴离子交换柱(10)串联，利用离子排斥柱(5)对有机酸的保留特性除去样品中存在的水溶性有机酸，后利用阴离子交换柱(10)对不同离子的保留差异，实现了氟离子的准确定量。
5.根据权利要求2所述的离子色谱柱切换法分离氟离子和小分子有机酸的方法，其特征在于，所述的离子排斥柱是商品化的离子排斥柱或实验室制备的排斥柱。
6.一种由权利要求2或3或4或5所述的方法应用于准确测定复杂机制体系中受小分子有机酸干扰的氟离子。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150401 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |