JP2017003528A - Ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法に関する。 The present invention relates to an ion chromatography analysis method for nitrite nitrogen.
イオンクロマトグラフィーは、イオンクロマトグラフィー用充填剤が充填されたカラムに溶離液を通液しながら、その溶離液にイオン種を含む試料を導入し、各イオン種をカラム内での保持時間(溶出時間)の差を利用して分離し、分離したイオンを電気伝導度検出器や紫外吸収度検出器等を用いて検出・定量する分析方法である。
平成26年4月1日に施行された、水質基準に関する省令等の一部を改正する省令(平成26年2月28日厚生労働省令第15号)に定める水質基準項目に亜硝酸態窒素(NO2−N)が追加された。その水質基準項目における、亜硝酸態窒素(NO2−N)に係る基準値は0.04mg/L以下である。亜硝酸態窒素(NO2−N)の分析としては、例えば、イオンクロマトグラフィーにより、エチレンジアミンを添加した検水にて、全ての陰イオンを同時に分析する方法が挙げられる。イオンクロマトグラフィーによる分析において、亜硝酸態窒素(NO2−N)の定量精度は、上記基準値の1/10、すなわち、0.004mg/Lをクリアすることが求められている。
In ion chromatography, a sample containing ionic species is introduced into the eluent while passing the eluent through a column packed with a packing material for ion chromatography, and each ion species is retained in the column (elution time). This is an analysis method in which separation is performed using a difference in time), and the separated ions are detected and quantified using an electrical conductivity detector, an ultraviolet absorbance detector, or the like.
Nitrate-nitrogen (Nitrite nitrogen) is included in the water quality standard items stipulated in the ministerial ordinance (Ministry of Health, Labor and Welfare Ordinance No. 15 on February 28, 2014) that amends part of the ministerial ordinance on water quality standards, etc., which came into effect on April 1, 2014 NO 2 -N) was added. The reference value relating to nitrite nitrogen (NO 2 —N) in the water quality standard item is 0.04 mg / L or less. As an analysis of nitrite nitrogen (NO 2 —N), for example, there is a method of analyzing all anions at the same time in a sample water added with ethylenediamine by ion chromatography. In the analysis by ion chromatography, the quantitative accuracy of nitrite nitrogen (NO 2 —N) is required to clear 1/10 of the reference value, that is, 0.004 mg / L.
従来、イオンクロマトグラフィーによる分析方法としては、例えば、第4級アンモニウム基を有するスチレン−ジビニルベンゼン共重合体、または、ポリビニルアルコールを基材とした陰イオン交換体が充填されたカラムを用い、溶離液として、炭酸水素ナトリウム水溶液および炭酸ナトリウム水溶液を用いる方法が広く知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as an analytical method by ion chromatography, for example, elution is performed using a column packed with a styrene-divinylbenzene copolymer having a quaternary ammonium group or an anion exchanger based on polyvinyl alcohol. A method using a sodium hydrogen carbonate aqueous solution and a sodium carbonate aqueous solution as the liquid is widely known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記の方法において、0.004mg/L〜0.4mg/Lの亜硝酸態窒素(NO2−N)を測定する場合、電気伝導度検出器では試料中に含まれる塩化物イオン(Cl−)による妨害を受けるため、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)の定量が難しく、時には亜硝酸態窒素(NO2−N)を検出不能となるという問題があった。
また、紫外吸収度検出器を用いれば、塩化物イオン(Cl−)の妨害を受けることなく、亜硝酸態窒素(NO2−N)を定量することが可能であるが、紫外吸収度検出器では検出できるイオン種に制限があるため、例えば、塩素酸イオン、硫酸イオン(SO4 2−)等を同時に分析することができないとう問題があった。
However, in the above method, when 0.004 mg / L to 0.4 mg / L of nitrite nitrogen (NO 2 —N) is measured, the conductivity detector detects chloride ions (Cl -) for receiving the interference by Determination of low concentrations of nitrite nitrogen (
Further, if an ultraviolet absorbance detector is used, nitrite nitrogen (NO 2 -N) can be quantified without being disturbed by chloride ions (Cl − ), but the ultraviolet absorbance detector However, there is a problem in that, for example, chlorate ions, sulfate ions (SO 4 2− ) and the like cannot be analyzed simultaneously because there are limitations on the ion species that can be detected.
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、電気伝導度検出器において、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を塩化物イオン(Cl−)から充分に分離させることができる亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and in an electrical conductivity detector, a low concentration of nitrite nitrogen (NO 2 —N) can be sufficiently separated from chloride ions (Cl − ). An object of the present invention is to provide an ion chromatography analysis method for nitrite nitrogen.
そこで、本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、カラムの充填剤として、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体を用い、移動相として、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む水溶液を用い、その水溶液における炭酸水素ナトリウムの含有量を、モル比で、炭酸ナトリウムの2.0倍〜7.5倍とすることにより、電気伝導度検出器において、塩化物イオン(Cl−)の妨害を受けることなく、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を検出できることを見出し、本発明を完成するに至った。 Accordingly, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used an anion exchanger having a quaternary ammonium group as a column packing, and sodium bicarbonate and By using an aqueous solution containing sodium carbonate, the sodium bicarbonate content in the aqueous solution is 2.0 to 7.5 times that of sodium carbonate in terms of molar ratio. It has been found that low concentrations of nitrite nitrogen (NO 2 -N) can be detected without being disturbed by (Cl − ), and the present invention has been completed.
[1]充填剤が充填されたカラムに、移動相を通液しながら、該移動相に試料を導入し、前記カラムにて、前記試料に含まれる、亜硝酸態窒素(NO2−N)を含むイオン種を分離し、該分離されたイオン種を電気伝導度検出器にて検出する亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法であって、前記充填剤は、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体であり、前記移動相は、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む水溶液であり、前記水溶液における前記炭酸水素ナトリウムの含有量は、モル比で、前記水溶液における前記炭酸ナトリウムの2.0倍〜7.5倍であることを特徴とする亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法。 [1] A sample is introduced into a mobile phase while passing the mobile phase through a column packed with a packing material, and nitrite nitrogen (NO 2 -N) contained in the sample is introduced into the column. Is a nitrite nitrogen ion chromatographic analysis method in which an ion conductivity analysis is performed, wherein the filler has a quaternary ammonium group. An anion exchanger, wherein the mobile phase is an aqueous solution containing sodium bicarbonate and sodium carbonate, and the content of the sodium bicarbonate in the aqueous solution is 2.0 by mole of the sodium carbonate in the aqueous solution. A method for ion chromatography analysis of nitrite nitrogen, characterized in that it is a factor of 7.5 to 7.5.
[2]前記第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体を構成するポリマー基材が、ポリビニルアルコールである[1]に記載の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法。 [2] The ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen according to [1], wherein the polymer substrate constituting the anion exchanger having a quaternary ammonium group is polyvinyl alcohol.
[3]前記亜硝酸態窒素(NO2−N)の定量下限値が、0.004mg/L以下である[1]または[2]に記載の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法。 [3] The ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen according to [1] or [2], wherein the lower limit of quantification of the nitrite nitrogen (NO 2 —N) is 0.004 mg / L or less.
本発明の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法によれば、電気伝導度検出器において、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を塩化物イオン(Cl−)から充分に分離させて、亜硝酸態窒素(NO2−N)を定量することができる。すなわち、本発明の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法は、水質基準に関する省令等の一部を改正する省令(平成26年2月28日厚生労働省令第15号)により、0.04mg/L以下という非常に低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)の測定義務が定められている水道水の分析方法として好適であり、0.004mg/L以下の定量精度を実現できる。 According to the ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen of the present invention, low concentration nitrite nitrogen (NO 2 —N) is sufficiently separated from chloride ion (Cl − ) in an electric conductivity detector. Te, nitrite nitrogen (NO 2 -N) can be quantified. That is, the ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen of the present invention is 0.04 mg / min according to a ministerial ordinance (Ministry of Health, Labor and Welfare No. 15 on February 28, 2014) that revises a part of the ministerial ordinance on water quality standards. It is suitable as an analysis method for tap water in which the obligation to measure very low concentration of nitrite nitrogen (NO 2 -N) of L or less is defined, and a quantitative accuracy of 0.004 mg / L or less can be realized.
本発明の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
An embodiment of an ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen of the present invention will be described.
Note that this embodiment is specifically described in order to better understand the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.
[亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法]
本発明の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法は、充填剤が充填されたカラムに、移動相を通液しながら、移動相に試料を導入し、カラムにて、試料に含まれる、亜硝酸態窒素(NO2−N)を含むイオン種を分離し、その分離されたイオン種を電気伝導度検出器にて検出する亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法であって、充填剤は、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体であり、溶離液は、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む水溶液であり、水溶液における炭酸水素ナトリウムの含有量は、モル比で、水溶液における炭酸ナトリウムの2.0倍〜7.5倍である方法である。これにより、電気伝導度検出器において、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を、塩化物イオン(Cl−)の妨害を受けることなく測定することができる。
[Ion chromatography analysis of nitrite nitrogen]
The ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen of the present invention is a method in which a sample is introduced into a mobile phase while passing the mobile phase through a column packed with a packing material. An ion chromatographic analysis method of nitrite nitrogen in which an ionic species containing nitrate nitrogen (NO 2 -N) is separated and the separated ionic species is detected by an electrical conductivity detector, , An anion exchanger having a quaternary ammonium group, and the eluent is an aqueous solution containing sodium bicarbonate and sodium carbonate. The content of sodium bicarbonate in the aqueous solution is a molar ratio of sodium carbonate in the aqueous solution. This is a method of 2.0 times to 7.5 times. Accordingly, in the electrical conductivity detector, a low concentration of nitrite nitrogen (
なお、亜硝酸態窒素(NO2−N)とは、酸化窒素の形態で存在する窒素の1種であり、NO2−Nで表わされ、水中では亜硝酸イオン(NO2 −)として存在している。本発明の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法では、亜硝酸態窒素(NO2−N)を亜硝酸イオン(NO2 −)として定量する。 Note that the nitrite nitrogen (NO 2 -N), a one of the nitrogen present in the form of nitric oxide, represented by NO 2 -N, in water nitrite - present as (NO 2) doing. In the ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen of the present invention, nitrite nitrogen (NO 2 —N) is quantified as nitrite ion (NO 2 − ).
第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体は、基材と、この基材に、直接またはスペーサーを介して導入された第4級アンモニウム基(陰イオン交換基)と、を有するものである。 An anion exchanger having a quaternary ammonium group has a base material and a quaternary ammonium group (anion exchange group) introduced to the base material directly or via a spacer.
基材としては、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体や親水性を有するポリマーを用いることができる。
親水性を有するポリマーとしては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシメタクリレート等が挙げられる。
As the substrate, for example, a styrene-divinylbenzene copolymer or a hydrophilic polymer can be used.
Examples of the hydrophilic polymer include polyvinyl alcohol and polyhydroxymethacrylate.
第4級アンモニウム基としては、例えば、トリメチルアンモニウム基、トリエチルアンモニウム基、N,N−ジメチルアリルアンモニウム基、N,N−ジメチルベンジルアンモニウム基等が挙げられる。 Examples of the quaternary ammonium group include a trimethylammonium group, a triethylammonium group, an N, N-dimethylallylammonium group, and an N, N-dimethylbenzylammonium group.
スペーサーとは、基材と第4級アンモニウム基との距離を調整するために用いられる化学結合部位のことである。また、スペーサーは、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体に、イオンと基材が干渉することを抑えるために用いられる。基材が親水性を有するポリマーの場合、スペーサーとしては、両末端にエーテル結合を有する2価の有機残基が好ましい。
このようなスペーサーとしては、例えば、エピクロルヒドリン、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル等が挙げられる。
The spacer is a chemical bonding site used for adjusting the distance between the base material and the quaternary ammonium group. The spacer is used to suppress interference between ions and the base material on the anion exchanger having a quaternary ammonium group. In the case where the substrate is a polymer having hydrophilicity, the spacer is preferably a divalent organic residue having ether bonds at both ends.
Examples of such a spacer include epichlorohydrin, 1,4-butanediol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, and the like.
第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体における、第4級アンモニウム基の含有量は、基材を形成するポリマー1g当たり、0.01meq〜0.1meqであることが好ましく、0.01meq〜0.07meqであることがより好ましく、0.01meq〜0.05meqであることがさらに好ましい。
第4級アンモニウム基の含有量が0.01meq以上であれば、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体のイオン交換作用が低下することがない。また、第4級アンモニウム基の含有量が0.1meq以下であれば、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体のイオン交換作用が強くなり過ぎることがないため、カラムに亜硝酸態窒素(NO2−N)が吸着されることを防止できる。
The content of the quaternary ammonium group in the anion exchanger having a quaternary ammonium group is preferably 0.01 meq to 0.1 meq per 1 g of the polymer forming the substrate, and 0.01 meq to 0 0.07 meq is more preferable, and 0.01 meq to 0.05 meq is even more preferable.
When the content of the quaternary ammonium group is 0.01 meq or more, the ion exchange action of the anion exchanger having a quaternary ammonium group does not decrease. In addition, if the content of the quaternary ammonium group is 0.1 meq or less, the anion exchanger having a quaternary ammonium group does not have an excessively strong ion exchange effect. NO 2 -N) can be prevented from being adsorbed.
第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体の大きさや形状は、特に限定されない。ただし、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を塩化物イオン(Cl−)から充分に分離する性能、および、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を高感度に検出するためには、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体の形状は、体積平均粒径が1μm〜30μmの球状であることが好ましく、体積平均粒径が3μm〜10μmの球状であることがより好ましい。
第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体の体積平均粒径は、コールターカウンターで測定される。
The size and shape of the anion exchanger having a quaternary ammonium group are not particularly limited. However, the low concentration of nitrite nitrogen (NO 2 -N) chloride ion (Cl -) ability to sufficiently separate from, and detect low concentrations of nitrite nitrogen (NO 2 -N) with high sensitivity For this purpose, the shape of the anion exchanger having a quaternary ammonium group is preferably a sphere having a volume average particle diameter of 1 μm to 30 μm, and a sphere having a volume average particle diameter of 3 μm to 10 μm. More preferred.
The volume average particle diameter of the anion exchanger having a quaternary ammonium group is measured with a Coulter counter.
また、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体は、1MPa〜30MPaの圧力に耐え得る強度を有することが好ましい。具体的には、陰イオン交換体をイオンクロマトグラフィー用カラムに1MPa〜30MPaで充填した時に、各イオンのピーク形状異常を及ぼさないことや、繰り返し測定に用いた場合に溶出時間やピーク形状に経時変化を及ぼさないことが好ましい。 The anion exchanger having a quaternary ammonium group preferably has a strength that can withstand a pressure of 1 MPa to 30 MPa. Specifically, when an anion exchanger is packed in an ion chromatography column at 1 to 30 MPa, the peak shape of each ion is not affected, and when it is used for repeated measurement, the elution time and peak shape are changed over time. It is preferable not to change.
このような第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体は、例えば、特開2006−242944号公報に記載されている方法に従って作製することができる。 Such an anion exchanger having a quaternary ammonium group can be produced, for example, according to the method described in JP-A-2006-242944.
カラムは、上記の第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体が充填されたものである。すなわち、カラムは、例えば、円筒形状をなすハウジングと、そのハウジングの内部に充填された上記の第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体とから概略構成されている。
ハウジングの材質および大きさは、特に限定されない。
ただし、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を充分に分離し、かつ、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を高感度に検出するためには、例えば、ハウジングが円筒形状である場合、ハウジングの内径は1.0mm〜4.6mmであることが好ましく、ハウジングの長さは100mm〜250mmであることが好ましい。また、ハウジングの材質が金属であると、ハウジングに有機酸が吸着する。そこで、有機酸の吸着を充分に抑制するために、ハウジングの材質は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)が好ましい。
The column is packed with the anion exchanger having the quaternary ammonium group. That is, the column is roughly composed of, for example, a cylindrical housing and the anion exchanger having the quaternary ammonium group filled in the housing.
The material and size of the housing are not particularly limited.
However, sufficiently separated low concentrations of nitrite nitrogen (NO 2 -N), and, in order to detect low concentrations of nitrite nitrogen (NO 2 -N) to a high sensitivity, for example, housing In the case of a cylindrical shape, the inner diameter of the housing is preferably 1.0 mm to 4.6 mm, and the length of the housing is preferably 100 mm to 250 mm. Further, when the housing is made of metal, the organic acid is adsorbed on the housing. Therefore, in order to sufficiently suppress the adsorption of the organic acid, the material of the housing is preferably a polyether ether ketone resin (PEEK).
移動相は、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む水溶液である。
この水溶液において、炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムの比率を調整することにより、各イオンが溶出する度合いを変化させることができる。
The mobile phase is an aqueous solution containing sodium bicarbonate and sodium carbonate.
In this aqueous solution, the degree to which each ion elutes can be changed by adjusting the ratio of sodium bicarbonate and sodium carbonate.
低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を塩化物イオン(Cl−)から充分に分離するためには、上記の水溶液における炭酸水素ナトリウムの含有量が、モル比で、上記の水溶液における炭酸ナトリウムの2.0倍〜7.5倍であり、2.0倍〜4.0倍であることが好ましい。
上記の水溶液における炭酸水素ナトリウムの含有量が、モル比で、上記の水溶液における炭酸ナトリウムの2.0倍未満では、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を塩化物イオン(Cl−)から充分に分離することができず、亜硝酸態窒素(NO2−N)の定量が難しくなる。一方、上記の水溶液における炭酸水素ナトリウムの含有量が、モル比で、上記の水溶液における炭酸ナトリウムの7.5倍を超えると、亜硝酸態窒素(NO2−N)の溶出時間が長くなり、ピーク高さが低下することによりベースラインとの区別が困難となったり、1つの試料の分析時間内に、その試料中の他の共存イオン種が溶出されずにカラム内に残存して、次の試料の測定に影響を及ぼしたりすることがある。そのため、その水溶液は、水質基準に関する省令等の一部を改正する省令(平成26年2月28日厚生労働省令第15号)に定められた亜硝酸態窒素濃度の基準を満たすかどうかの判定が困難となる。
亜硝酸態窒素の分析において、次の試料の測定において他の共存イオン種の影響を受けずに、また、陰イオンを同時に分析するためには、硫酸イオンまでの分析時間として30分以内で終了できることが好ましい。
In order to sufficiently separate low-concentration nitrite nitrogen (NO 2 —N) from chloride ions (Cl − ), the content of sodium hydrogen carbonate in the above aqueous solution is in a molar ratio in the above aqueous solution. It is 2.0 times-7.5 times of sodium carbonate, and it is preferable that they are 2.0 times-4.0 times.
When the content of sodium hydrogen carbonate in the aqueous solution is less than 2.0 times the molar ratio of sodium carbonate in the aqueous solution, low concentration of nitrite nitrogen (NO 2 -N) is reduced to chloride ions (Cl − ) Cannot be sufficiently separated from nitrite nitrogen (NO 2 —N), and it becomes difficult to determine nitrite nitrogen (NO 2 —N). On the other hand, when the content of sodium hydrogen carbonate in the aqueous solution exceeds 7.5 times that of sodium carbonate in the aqueous solution in a molar ratio, the elution time of nitrite nitrogen (NO 2 -N) becomes longer, As the peak height decreases, it becomes difficult to distinguish from the baseline, and other coexisting ion species in the sample remain in the column without being eluted within the analysis time of one sample. May affect the measurement of other samples. Therefore, whether the aqueous solution satisfies the nitrite nitrogen concentration standard stipulated in the ministerial ordinance (Ministry of Health, Labor and Welfare Ordinance No. 15 on February 28, 2014) that amends part of the ministerial ordinance on water quality standards, etc. It becomes difficult.
In the analysis of nitrite nitrogen, the measurement of the next sample is not affected by other coexisting ion species, and in order to analyze anions simultaneously, the analysis time to sulfate ions can be completed within 30 minutes. Preferably it can be done.
また、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む水溶液の濃度は、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを合わせた炭酸イオン(CO3 2−)濃度として、3.5mmol/L〜12.0mmol/Lであることが好ましく、3.5mmol/L〜10mmol/Lであることがより好ましく、4.5mmol/L〜9.0mmol/Lであることがさらに好ましい。
炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを合わせた炭酸イオン(CO3 2−)濃度が3.5mmol/L以上であれば、移動相の溶出力が弱すぎることなく、適宜の範囲内となるため、亜硝酸態窒素の溶出時間を短くすることができ、また、1つの試料の分析時間内に、その試料中の他の共存イオン種が溶出されずにカラム内に残存することがないため、次の試料の測定に影響を及ぼすことがない。また、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを合わせた炭酸イオン(CO3 2−)濃度が12mmol/L以下であれば、移動相の溶出力が強すぎることなく、適宜の範囲内となるため、塩化物イオン(Cl−)と亜硝酸イオン(NO2 −)が充分に分離されて溶出されるため、亜硝酸態窒素を精度よく定量することができる。
The concentration of the aqueous solution containing sodium bicarbonate and sodium carbonate, as carbonate ion (CO 3 2-) combined concentration of sodium bicarbonate and sodium carbonate, it is 3.5mmol / L~12.0mmol / L Preferably, it is 3.5 mmol / L to 10 mmol / L, more preferably 4.5 mmol / L to 9.0 mmol / L.
If the carbonate ion (CO 3 2− ) concentration of sodium bicarbonate and sodium carbonate combined is 3.5 mmol / L or more, the elution power of the mobile phase is not too weak and is within an appropriate range. The elution time of the nitrogen can be shortened, and other coexisting ion species in the sample are not eluted and remain in the column within the analysis time of one sample. Does not affect the measurement. In addition, if the carbonate ion (CO 3 2− ) concentration of sodium bicarbonate and sodium carbonate combined is 12 mmol / L or less, the elution power of the mobile phase is not too strong and falls within an appropriate range. Since ions (Cl − ) and nitrite ions (NO 2 − ) are sufficiently separated and eluted, nitrite nitrogen can be accurately quantified.
本発明の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法では、例えば、図1に示すようなイオンクロマトグラフが用いられる。
図1に示すイオンクロマトグラフ100は、移動相としての溶離液200が流される方向(溶離液200の通液方向)に沿って順に設けられた、容器110と、通液ポンプ120と、試料導入部130と、カラム140と、サプレッサー150と、電気伝導度検出器160と、を備えている。容器110と、通液ポンプ120と、試料導入部130と、カラム140と、サプレッサー150と、電気伝導度検出器160とは、配管等からなる流路170を介して連結されている。
In the ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen of the present invention, for example, an ion chromatograph as shown in FIG. 1 is used.
An
容器110内には、溶離液200が収容されている。
溶離液200としては、上記の炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む水溶液が用いられる。
An
As the
通液ポンプ120は、容器110内の溶離液200を一定の流量で送ることができる。
試料導入部130は、通液ポンプ120とカラム140を連結する流路170の途中に設けられている。この試料導入部130から、流路170を流れる溶離液200に、分析の対象となる試料が導入される。
The
The
カラム140は、図示しないハウジングに、充填剤として、上記の第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体が充填されたものである。カラム140は、試料に含まれる、亜硝酸態窒素(NO2−N)を含むイオン種を分離する。
サプレッサー150は、溶離液200中の陽イオンと水素イオンをイオン交換し、溶離液200の組成を電気伝導度の小さい組成に変化させる。
In the
The
電気伝導度検出器160は、カラム140にて分離されたイオン種を検出する。
また、イオンクロマトグラフ100では、試料導入部130、カラム140、サプレッサー150および電気伝導度検出器160が、図示しない恒温漕内に設置されていてもよい。恒温漕は、温度制御機能を備え、試料導入部130、カラム140、サプレッサー150および電気伝導度検出器160の温度を制御する。これにより、安定した分析を行うことができる。
The
Moreover, in the
イオンクロマトグラフ100を用いた分析では、試料導入部130から流路170内に注入された試料が、通液ポンプ120によって流路170内を通液される溶離液200により、カラム140へと導かれる。カラム140にて、試料中のイオン種が分離され、分離されたイオン種が、電気伝導度検出器160にて溶離液200のみの信号からの変化量として計測される。電気伝導度検出器160からの出力信号を、電気伝導度検出器160に接続された図示しないデータ処理部でクロマトグラムとする。
In the analysis using the
溶離液200、すなわち、移動相の流速(カラム140内を流れる速さ)は、特に限定されないが、0.5mL/min〜1.5mL/minであることが好ましい。
また、移動相を通液する際のカラム140の温度は、特に限定されないが、25℃〜60℃であることが好ましい。
The flow rate of the
Moreover, the temperature of the
本発明の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法によれば、カラムの充填剤として、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体を用い、移動相として、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む水溶液を用い、その水溶液における炭酸水素ナトリウムの含有量を、モル比で、炭酸ナトリウムの2.0倍〜7.5倍とすることにより、電気伝導度検出器において、低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)を、塩化物イオン(Cl−)の妨害を受けることなく測定することができる。すなわち、本発明の亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法は、水質基準に関する省令等の一部を改正する省令(平成26年2月28日厚生労働省令第15号)により、0.04mg/L以下という非常に低濃度の亜硝酸態窒素(NO2−N)の測定義務が定められている水道水の分析方法として好適であり、0.004mg/L以下の定量精度を実現できる。 According to the ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen of the present invention, an anion exchanger having a quaternary ammonium group is used as a column packing material, and an aqueous solution containing sodium hydrogen carbonate and sodium carbonate as a mobile phase , And the sodium hydrogen carbonate content in the aqueous solution is 2.0 to 7.5 times that of sodium carbonate in terms of molar ratio. In the conductivity detector, a low concentration of nitrite nitrogen ( NO 2 —N) can be measured without being disturbed by chloride ions (Cl − ). That is, the ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen of the present invention is 0.04 mg / min according to a ministerial ordinance (Ministry of Health, Labor and Welfare No. 15 on February 28, 2014) that revises a part of the ministerial ordinance on water quality standards. It is suitable as an analysis method for tap water in which the obligation to measure very low concentration of nitrite nitrogen (NO 2 -N) of L or less is defined, and a quantitative accuracy of 0.004 mg / L or less can be realized.
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to a following example.
[実施例1]
イオンクロマトグラフとして、電気伝導度検出器とサプレッサーが内蔵された、メトロームジャパン社製のコンパクトプロフェッショナルIC882を用いた。
カラムオーブンとして、島津製作所社製のCTO−20Aを用いた。
カラムとしては、第4級アンモニウム基が導入されたポリビニルアルコール樹脂からなる陰イオン交換体(粒子径3.5μm)を充填した、昭和電工社製のShodex IC SI−35 4D(内径4.0mm、長さ150mm、ハウジング素材:ポリエーテルエーテルケトン樹脂)を用いた。
移動相として、4.0mmol/Lの炭酸水素ナトリウムと2.0mmol/Lの炭酸ナトリウムを含む水溶液(炭酸水素ナトリウムの含有量が、モル比で、炭酸ナトリウムの2.0倍)を用いた。
カラムの温度を45℃に保持し、そのカラムに上記の水溶液を、流速0.6mL/minで通液した。
まず、イオン交換水に、亜硝酸イオン(NO2 −)を0.003mg/L(亜硝酸態窒素(NO2−N)の式量60と亜硝酸イオン(NO2 −)の式量46との比より、亜硝酸態窒素(NO2−N)としては0.004mg/Lに相当する。)添加したブランク試料を100μL注入し、亜硝酸イオン(NO2 −)を検出した。亜硝酸イオン(NO2 −)の溶出時間は7.31分であった。得られたクロマトグラムを図2に示す。なお、図2において、符合1は亜硝酸イオン(NO2 −)の調製に用いた亜硝酸ナトリウム水溶液中に含有する塩化物イオン(Cl−)のピークを示し、符合2は亜硝酸イオン(NO2 −)のピークを示す。図2の結果から、塩化物イオン(Cl−)が5.7分に検出され、亜硝酸イオン(NO2 −)が7.0分に検出されることが確認された。
続いて、イオン交換水に塩化物イオン(Cl−)を100mg/L、亜硝酸イオン(NO2 −)を0.003mg/L(亜硝酸態窒素(NO2−N)として0.004mg/Lに相当する。)、硫酸イオン(SO4 2−)を5mg/L添加した混合試料を100μL注入し、亜硝酸イオン(NO2 −)を検出した。得られたクロマトグラムを図3に示す。なお、図3において、符合1は塩化物イオン(Cl−)のピークを示し、符合2は亜硝酸イオン(NO2 −)のピークを示す。
塩化物イオン(Cl−)としては、塩化ナトリウム水溶液(塩化物イオン(Cl−)として1000mg/L標準試薬(和光純薬社製))を用いた。亜硝酸イオン(NO2 −)としては、亜硝酸ナトリウム水溶液(亜硝酸イオン(NO2 −)として1000mg/L標準試薬(和光純薬社製))を用いた。硫酸イオン(SO4 2−)としては、硫酸ナトリウム水溶液(硫酸イオン(SO4 2−)として1000mg/L標準試薬(和光純薬社製))を用いた。
[Example 1]
As an ion chromatograph, a compact professional IC882 manufactured by Metrohm Japan Co., which incorporates an electrical conductivity detector and a suppressor was used.
As the column oven, CTO-20A manufactured by Shimadzu Corporation was used.
As a column, Shodex IC SI-35 4D (inner diameter 4.0 mm, manufactured by Showa Denko KK) packed with an anion exchanger (particle diameter 3.5 μm) made of a polyvinyl alcohol resin into which a quaternary ammonium group was introduced. A length of 150 mm and a housing material: polyetheretherketone resin were used.
As a mobile phase, an aqueous solution containing 4.0 mmol / L sodium hydrogen carbonate and 2.0 mmol / L sodium carbonate (sodium hydrogen carbonate content is 2.0 times that of sodium carbonate in molar ratio) was used.
The column temperature was maintained at 45 ° C., and the aqueous solution was passed through the column at a flow rate of 0.6 mL / min.
First, in ion-exchange water, nitrite ion (NO 2 − ) is added to 0.003 mg / L (nitrite nitrogen (NO 2 —N) formula amount 60 and nitrite ion (NO 2 − ) formula amount 46; From this ratio, nitrite nitrogen (NO 2 —N) corresponds to 0.004 mg / L.) 100 μL of the added blank sample was injected, and nitrite ions (NO 2 − ) were detected. The elution time of nitrite ion (NO 2 − ) was 7.31 minutes. The obtained chromatogram is shown in FIG. In FIG. 2,
Subsequently, chloride ion (Cl − ) is 100 mg / L and nitrite ion (NO 2 − ) is 0.003 mg / L (nitrite nitrogen (NO 2 —N)) in ion-exchanged water. 100 μL of a mixed sample to which 5 mg / L of sulfate ion (SO 4 2− ) was added was injected, and nitrite ion (NO 2 − ) was detected. The obtained chromatogram is shown in FIG. In FIG. 3,
As the chloride ion (Cl − ), a sodium chloride aqueous solution (1000 mg / L standard reagent (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as chloride ion (Cl − )) was used. As nitrite ions (NO 2 − ), an aqueous sodium nitrite solution (1000 mg / L standard reagent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as nitrite ions (NO 2 − )) was used. As sulfate ion (SO 4 2− ), an aqueous sodium sulfate solution (1000 mg / L standard reagent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as sulfate ion (SO 4 2− )) was used.
[実施例2〜実施例5]
移動相として、炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムの濃度、および炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムとの量比を、表1に示すものとした以外は、実施例と同様に分析を行った。
[Examples 2 to 5]
The analysis was performed in the same manner as in Example except that the concentration of sodium hydrogen carbonate and sodium carbonate and the amount ratio of sodium hydrogen carbonate and sodium carbonate were as shown in Table 1 as the mobile phase.
実施例1〜実施例5について、塩化物イオン(Cl−)、亜硝酸イオン(NO2 −)、硫酸イオン(SO4 2−)の溶出時間、並びに混合試料における亜硝酸イオン(NO2 −)の添加回収率を表1に示す。ここでいう混合試料における亜硝酸イオン(NO2 −)の添加回収率[%]とは、[塩化物イオン(Cl−)、硫酸イオン(SO4 2−)との混合試料における亜硝酸イオン(NO2 −)のピーク面積]/[ブランク試料における亜硝酸イオン(NO2 −)のピーク面積]×100で表される。 For Examples 1 to 5, elution time of chloride ions (Cl − ), nitrite ions (NO 2 − ), sulfate ions (SO 4 2− ), and nitrite ions (NO 2 − ) in the mixed samples Table 1 shows the addition recovery rate. The nitrite ion (NO 2 − ) addition recovery rate [%] in the mixed sample here means “nitrite ion (Cl − ) and sulfate ion (SO 4 2− ) in the mixed sample ( NO 2 − ) peak area] / [peak area of nitrite ion (NO 2 − ) in the blank sample] × 100.
表1から分かるように、実施例1〜実施例5のいずれも混合試料における亜硝酸イオン(NO2 −)の添加回収率は98.7%〜107.1%であり、塩化物イオン(Cl−)による妨害を受けることなく、亜硝酸態窒素(NO2−N)の定量ができていることが確認できた。また、硫酸イオン(SO4 2−)の保持時間も30分以内であり、他の陰イオンとの同時分析が可能であることが確認できた。 As can be seen from Table 1, in all of Examples 1 to 5, the addition recovery rate of nitrite ions (NO 2 − ) in the mixed sample is 98.7% to 107.1%, and chloride ions (Cl -) without interference by, it was confirmed that quantification is possible for nitrite nitrogen (NO 2 -N). In addition, the retention time of sulfate ion (SO 4 2− ) was within 30 minutes, and it was confirmed that simultaneous analysis with other anions was possible.
[比較例1]
実施例1と同様のイオンクロマトグラフ、カラムオーブンおよびカラムを用いた。
移動相として、4.0mmol/Lの炭酸水素ナトリウムと2.5mmol/Lの炭酸ナトリウムを含む水溶液(炭酸水素ナトリウムの含有量が、モル比で、炭酸ナトリウムの1.6倍)を用いた。
まず、イオン交換水に、亜硝酸イオン(NO2 −)を0.003mg/L(亜硝酸態窒素(NO2−N)として0.004mg/Lに相当する。)添加したブランク試料を100μL注入し、亜硝酸イオン(NO2 −)を検出した。得られたクロマトグラムを図4に示す。なお、図4において、符合1は亜硝酸イオン(NO2 −)の調製に用いた亜硝酸ナトリウム水溶液中に含有する塩化物イオン(Cl−)のピークを示し、符合2は亜硝酸イオン(NO2 −)のピークを示す。
続いて、イオン交換水に、塩化物イオン(Cl−)を100mg/L、亜硝酸イオン(NO2 −)を0.003mg/L(亜硝酸態窒素(NO2−N)として0.004mg/Lに相当する。)、硫酸イオン(SO4 2−)を5mg/L添加した混合試料を100μL注入し、亜硝酸イオン(NO2 −)を検出した。得られたクロマトグラムを図5に示す。なお、図5において、符合1は塩化物イオン(Cl−)のピークを示し、符合2は亜硝酸イオン(NO2 −)のピークを示す。
[Comparative Example 1]
The same ion chromatograph, column oven, and column as in Example 1 were used.
As a mobile phase, an aqueous solution containing 4.0 mmol / L sodium bicarbonate and 2.5 mmol / L sodium carbonate (the content of sodium bicarbonate was 1.6 times that of sodium carbonate in terms of molar ratio) was used.
First, 100 μL of a blank sample in which 0.003 mg / L of nitrite ions (NO 2 − ) (corresponding to 0.004 mg / L as nitrite nitrogen (NO 2 —N)) was added to ion-exchanged water was injected. Nitrite ions (NO 2 − ) were detected. The obtained chromatogram is shown in FIG. In FIG. 4,
Subsequently, in ion exchange water, chloride ion (Cl − ) is 100 mg / L, nitrite ion (NO 2 − ) is 0.003 mg / L (nitrite nitrogen (NO 2 —N) as 0.004 mg / L). 100 μL of a mixed sample to which 5 mg / L of sulfate ion (SO 4 2− ) was added was detected, and nitrite ion (NO 2 − ) was detected. The obtained chromatogram is shown in FIG. In FIG. 5,
[比較例2]
実施例1と同様のイオンクロマトグラフ、カラムオーブンおよびカラムを用いた。
移動相として、6.4mmol/Lの炭酸水素ナトリウムと0.8mmol/Lの炭酸ナトリウムを含む水溶液(炭酸水素ナトリウムの含有量が、モル比で、炭酸ナトリウムの8.0倍)を用いた。
まず、イオン交換水に、亜硝酸イオン(NO2 −)を0.003mg/L(亜硝酸態窒素(NO2−N)として0.004mg/Lに相当する。)添加したブランク試料を100μL注入し、亜硝酸イオン(NO2 −)を検出した。
続いて、イオン交換水に、塩化物イオン(Cl−)を100mg/L、亜硝酸イオン(NO2 −)を0.003mg/L(亜硝酸態窒素(NO2−N)として0.004mg/Lに相当する。)、硫酸イオン(SO4 2−)を5mg/L添加した混合試料を100μL注入し、亜硝酸イオン(NO2 −)を検出した。
[Comparative Example 2]
The same ion chromatograph, column oven, and column as in Example 1 were used.
As a mobile phase, an aqueous solution containing 6.4 mmol / L sodium hydrogen carbonate and 0.8 mmol / L sodium carbonate (sodium hydrogen carbonate content is 8.0 times that of sodium carbonate in molar ratio) was used.
First, 100 μL of a blank sample in which 0.003 mg / L of nitrite ions (NO 2 − ) (corresponding to 0.004 mg / L as nitrite nitrogen (NO 2 —N)) was added to ion-exchanged water was injected. Nitrite ions (NO 2 − ) were detected.
Subsequently, in ion exchange water, chloride ion (Cl − ) is 100 mg / L, nitrite ion (NO 2 − ) is 0.003 mg / L (nitrite nitrogen (NO 2 —N) as 0.004 mg / L). 100 μL of a mixed sample to which 5 mg / L of sulfate ion (SO 4 2− ) was added was detected, and nitrite ion (NO 2 − ) was detected.
比較例1および比較例2について、塩化物イオン(Cl−)、亜硝酸イオン(NO2 −)、硫酸イオン(SO4 2−)の溶出時間、並びに混合試料における亜硝酸イオン(NO2 −)の添加回収率を表2に示す。ここでいう混合試料における亜硝酸イオン(NO2 −)の添加回収率[%]とは、[塩化物イオン(Cl−)、硫酸イオン(SO4 2−)との混合試料における亜硝酸イオン(NO2 −)のピーク面積]/[ブランク試料における亜硝酸イオン(NO2 −)のピーク面積]×100で表される。 For Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the elution time of chloride ion (Cl − ), nitrite ion (NO 2 − ), sulfate ion (SO 4 2− ), and nitrite ion (NO 2 − ) in the mixed sample Table 2 shows the addition recovery rate. The nitrite ion (NO 2 − ) addition recovery rate [%] in the mixed sample here means “nitrite ion (Cl − ) and sulfate ion (SO 4 2− ) in the mixed sample ( NO 2 − ) peak area] / [peak area of nitrite ion (NO 2 − ) in the blank sample] × 100.
表2から分かるように、比較例1では、炭酸水素ナトリウムの比率が低いために混合試料における亜硝酸イオン(NO2 −)の添加回収率は36.3%と低く、塩化物イオン(Cl−)による妨害により、亜硝酸態窒素(NO2−N)の定量が困難であることが確認された。
また、比較例2では、亜硝酸態窒素(NO2−N)のピークとベースラインとの区別が困難となった。
As can be seen from Table 2, in Comparative Example 1, since the ratio of sodium hydrogen carbonate is low, the addition recovery rate of nitrite ion (NO 2 − ) in the mixed sample is as low as 36.3%, and chloride ion (Cl − ), It was confirmed that nitrite nitrogen (NO 2 —N) was difficult to determine.
In Comparative Example 2, it was difficult to distinguish the peak of nitrite nitrogen (NO 2 —N) from the baseline.
100・・・イオンクロマトグラフ、110・・・容器、120・・・通液ポンプ、130・・・試料導入部、140・・・カラム、150・・・サプレッサー、160・・・電気伝導度検出器、170・・・流路、200・・・溶離液。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記充填剤は、第4級アンモニウム基を有する陰イオン交換体であり、
前記移動相は、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む水溶液であり、
前記水溶液における前記炭酸水素ナトリウムの含有量は、モル比で、前記水溶液における前記炭酸ナトリウムの2.0倍〜7.5倍であることを特徴とする亜硝酸態窒素のイオンクロマトグラフィー分析法。 While passing the mobile phase through the column filled with the packing material, the sample is introduced into the mobile phase, and the column contains ions containing nitrite nitrogen (NO 2 -N) contained in the sample. An ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen in which a species is separated and the separated ionic species is detected by an electrical conductivity detector,
The filler is an anion exchanger having a quaternary ammonium group;
The mobile phase is an aqueous solution containing sodium bicarbonate and sodium carbonate,
Content of the said sodium hydrogencarbonate in the said aqueous solution is 2.0 times-7.5 times of the said sodium carbonate in the said aqueous solution by molar ratio, The ion chromatography analysis method of nitrite nitrogen characterized by the above-mentioned.
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---|---|---|---|---|
CN113358804A (en) * | 2020-03-04 | 2021-09-07 | 齐鲁制药有限公司 | Ion chromatography analysis method for determining genotoxic impurity nitrite in eltrombopag ethanolamine |
CN114705801A (en) * | 2022-01-24 | 2022-07-05 | 中国食品药品检定研究院(国家药品监督管理局医疗器械标准管理中心、中国药品检验总所) | Method for measuring nitrite ions in rifamycin medicaments |
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CN114705801A (en) * | 2022-01-24 | 2022-07-05 | 中国食品药品检定研究院(国家药品监督管理局医疗器械标准管理中心、中国药品检验总所) | Method for measuring nitrite ions in rifamycin medicaments |
CN114705801B (en) * | 2022-01-24 | 2024-02-27 | 中国食品药品检定研究院(国家药品监督管理局医疗器械标准管理中心、中国药品检验总所) | Determination method of nitrite ions in rifamycin medicaments |
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