離子色譜柱切換法分離氟離子和小分子有機(jī)酸的系統(tǒng)及其方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種離子色譜柱切換法分離氟離子和小分子有機(jī)酸的系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括進(jìn)樣器、六通閥、六通閥柱切換器、離子排斥柱、接收管、陰離子交換柱、輸液泵、電導(dǎo)檢測(cè)器、廢液瓶，進(jìn)樣器和六通閥柱切換器連接，六通閥柱切換器分別與液相泵和離子排斥柱連接，六通閥上連接接收管、輸液泵和陰離子交換柱，陰離子交換柱后依次連接抑制器、電導(dǎo)檢測(cè)器和廢液瓶。本發(fā)明使用常規(guī)陰離子交換柱和離子排斥柱的串聯(lián)可實(shí)現(xiàn)氟離子的準(zhǔn)確定量，減少測(cè)定時(shí)的基體干擾，實(shí)現(xiàn)樣品在線前處理，減少人為誤差及人力勞動(dòng)。解決了目前使用常規(guī)離子色譜測(cè)定氟離子時(shí)存在有機(jī)酸干擾的問(wèn)題，降低了檢測(cè)對(duì)色譜柱的依賴性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】離子色譜柱切換法分離氟離子和小分子有機(jī)酸的系統(tǒng)及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離子色譜柱切換系統(tǒng)和方法，具體地說(shuō)，是一種利用離子色譜柱切換法分尚氟尚子和小分子有機(jī)酸的系統(tǒng)和新方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氟是環(huán)境化學(xué)與生命科學(xué)研宄中常見(jiàn)的元素，其應(yīng)用十分廣泛，包括食品、生活用品、工業(yè)生產(chǎn)等。它也是人體所必需的微量元素之一，氟對(duì)人體的健康作用取決于劑量，攝入氟過(guò)多或過(guò)少都會(huì)給人體健康帶來(lái)不利的影響。正因如此，發(fā)展準(zhǔn)確測(cè)定氟離子含量的方法就顯得尤為重要。
[0003]目前針對(duì)樣品中的氟，有離子選擇電極法，比色法，離子色譜法等檢測(cè)方法，比較幾種方法，氟離子選擇電極法和比色法原理簡(jiǎn)單且成本低，但靈敏度差；而離子色譜法具有快速、靈敏、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)微量的氟離子分析，可得到精確的結(jié)果，且重現(xiàn)性好[1-2]。但是針對(duì)基體復(fù)雜的樣品，常規(guī)離子色譜法測(cè)定氟離子時(shí)極易受到小分子有機(jī)酸的干擾，難以將氟離子完全分離并準(zhǔn)確定量。
[0004]參考文獻(xiàn)
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，在現(xiàn)有方法基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步地改進(jìn)，能夠在線去除樣品基質(zhì)中的有機(jī)酸，同時(shí)利用普通陰離子交換柱完成對(duì)氟離子的檢測(cè)。該方法靈敏度高，可廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、衛(wèi)生防疫等各領(lǐng)域。
[0009]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]本發(fā)明公開(kāi)了一種離子色譜柱切換法在線前處理準(zhǔn)確測(cè)定氟離子的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括進(jìn)樣器、六通閥、六通閥柱切換器、離子排斥柱、接收管、陰離子交換柱、輸液泵、電導(dǎo)檢測(cè)器、廢液瓶，進(jìn)樣器和六通閥柱切換器連接，六通閥柱切換器分別與液相泵和離子排斥柱連接，六通閥上連接接收管、輸液泵和陰離子交換柱，陰離子交換柱后依次連接抑制器、電導(dǎo)檢測(cè)器和廢液瓶。
[0011]本發(fā)明還提供了一種離子色譜柱切換法分離氟離子和小分子有機(jī)酸的方法，具體步驟如下:
[0012]I)、先將基體復(fù)雜的樣品經(jīng)過(guò)處理后成為水溶液，使其中的氟離子以游離態(tài)形式存在；
[0013]2)、將溶液進(jìn)樣，先經(jīng)過(guò)離子排斥柱將將保留較弱的氟離子等無(wú)機(jī)陰離子和保留較強(qiáng)的有機(jī)酸分離，進(jìn)而通過(guò)接受管收集弱保留的氟離子及其它陰離子；
[0014]3)、收集環(huán)中的溶液隨淋洗液進(jìn)入陰離子交換柱中分離洗脫，再通過(guò)抑制器，電導(dǎo)檢測(cè)器分析檢測(cè)。
[0015]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的樣品中氟離子的測(cè)定有小分子有機(jī)酸的干擾。常規(guī)的樣品可由離子色譜法直接測(cè)定，若樣品中氟離子與小分子有機(jī)酸同時(shí)存在，則采用本方法可消除小分子有機(jī)酸干擾。
[0016]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明將離子排斥柱與陰離子交換柱串聯(lián)，利用離子排斥柱對(duì)有機(jī)酸的保留特性除去樣品中存在的水溶性有機(jī)酸，后利用陰離子交換柱對(duì)不同離子的保留差異，消除有機(jī)酸的干擾，準(zhǔn)確測(cè)定氟離子。
[0017]作為進(jìn)一步地改進(jìn)，本發(fā)明所述的離子排斥柱是商品化的離子排斥柱或?qū)嶒?yàn)室制備的排斥柱，本方法采用的預(yù)處理柱離子排斥柱容易得到，有利于本方法的普及。其填料的制作方法如下:取3g聚苯乙稀-二乙稀基苯微球，加入15mL無(wú)水醋酸，反應(yīng)5min后加入2mL 二氯甲烷，反應(yīng)30min后加入40mL 98%的濃硫酸，15min后再加入250mL硫酸。抽濾，用水沖洗至中性。
[0018]本發(fā)明還提供了一種將所保護(hù)的方法應(yīng)用于準(zhǔn)確測(cè)定復(fù)雜機(jī)制體系中受小分子有機(jī)酸干擾的氟離子。
[0019]本發(fā)明的有益效果如下:
[0020]本發(fā)明使用常規(guī)陰離子交換柱和離子排斥柱的串聯(lián)可實(shí)現(xiàn)氟離子的準(zhǔn)確定量，減少測(cè)定時(shí)的基體干擾，實(shí)現(xiàn)樣品在線前處理，減少人為誤差及人力勞動(dòng)。
[0021]測(cè)定的內(nèi)容是樣品中的游離氟，目標(biāo)物具體，為實(shí)際生活與生產(chǎn)提供可靠依據(jù)。應(yīng)用范圍廣，涵蓋食品、生活用品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域，例如茶葉、啤酒、牙膏、尿樣、血樣、土壤等。
[0022]解決了目前使用常規(guī)離子色譜測(cè)定氟離子時(shí)存在有機(jī)酸干擾的問(wèn)題，降低了檢測(cè)對(duì)色譜柱的依賴性，同時(shí)利用離子排斥柱除去大量的有機(jī)酸可以減少基體對(duì)色譜柱的損害，延長(zhǎng)色譜柱壽命。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的離子色譜柱切換法在線前處理準(zhǔn)確測(cè)定氟離子的結(jié)構(gòu)和工作示意圖；
[0024]圖1中，I一進(jìn)樣器；2—定量環(huán)；3—廢液瓶；4一六通閥柱切換器；5—離子排斥柱；6—陰尚子捕獲柱；7—液相泵；8—接收管；9一六通閥；10—陰尚子交換柱；11一抑制器；12—電導(dǎo)檢測(cè)器；13—輸液泵。
[0025]圖2為使用本方法后的牙膏中氟離子測(cè)定色譜圖；
[0026]圖2中，peak I—氟離子。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0028]本發(fā)明公開(kāi)了一種離子色譜柱切換法在線前處理準(zhǔn)確測(cè)定氟離子的系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，圖1為本發(fā)明的離子色譜柱切換法在線前處理準(zhǔn)確測(cè)定氟離子的結(jié)構(gòu)和工作示意圖；系統(tǒng)包括進(jìn)樣器I ;定量環(huán)2 ;廢液瓶3 ;六通閥切換器4 ;離子排斥柱5 ;陰離子捕獲柱6 ;液相泵7 ;接收管8 ;六通閥9 ;陰離子交換柱10 ;抑制器11 ;電導(dǎo)檢測(cè)器12 ;輸液泵13。進(jìn)樣器I和六通閥柱切換器4連接，六通閥柱切換器4分別與陰離子捕獲柱6和離子排斥柱5連接，六通閥柱切換器4上連接定量環(huán)2，六通閥9分別與輸液泵13、陰離子交換柱10連接，陰離子交換柱后依次連接抑制器11、電導(dǎo)檢測(cè)器12和廢液瓶3，六通閥9上連接接受管8。
[0029]具體實(shí)施步驟為:通過(guò)液相泵7，將充滿六通閥柱切換器4上定量環(huán)(25 μ L)中經(jīng)前處理的待測(cè)樣品在去離子水的(流速為0.8mL.rniiT1)輸送下，于離子排斥柱3中在線去除其中的水溶性有機(jī)酸，經(jīng)洗脫的溶液被保留在連接于六通閥9上的接收管8內(nèi)(接收管體積為2mL)，1.9min后切換六通閥9，輸液泵13中的氫氧化鈉淋洗液將接收管9內(nèi)的待測(cè)離子輸送至陰離子交換柱10中分離洗脫，電導(dǎo)檢測(cè)。為節(jié)省分析時(shí)間，采用梯度淋洗，設(shè)定的氫氧化鈉濃度梯度為:1.0mM Na0H(0-13min) ,45.0mM NaOH(13.2-25.0min)，1.0mMNaOH(25.2-31.0min)。本發(fā)明利用離子排斥柱5在線除去樣品中的水溶性有機(jī)酸，陰離子交換柱分析氟離子及其它陰離子，電導(dǎo)檢測(cè)器12進(jìn)行檢測(cè)。
[0030]圖2為離子色譜柱切換法在線前處理準(zhǔn)確測(cè)定氟離子的色譜圖。圖中顯示I號(hào)峰為氟離子。通過(guò)此圖，我們可以看出:牙膏基體復(fù)雜，其中含有氟離子和有機(jī)酸。采用本方法測(cè)定牙膏中的氟離子時(shí)無(wú)小分子有機(jī)酸的干擾，實(shí)現(xiàn)氟離子的準(zhǔn)確測(cè)定。
[0031]利用離子色譜柱切換法在線前處理準(zhǔn)確測(cè)定牙膏中的氟離子，實(shí)際樣品中測(cè)得氟離子含量為862.48mg/kgo牙膏樣品前處理方法為稱(chēng)取牙膏1.0g于10mL容量瓶中，加入5OmL去離子水，超聲30min，稀釋至lOOmL，稀釋8倍后經(jīng)0.22 μ m尼龍濾膜過(guò)濾，收集濾液待用。
[0032]利用離子色譜柱切換法在線前處理準(zhǔn)確測(cè)定茶葉中的氟離子，實(shí)際樣品中測(cè)得氟離子含量為12.625mg/kg。茶葉樣品前處理方法為稱(chēng)取茶葉1.0g于10mL具塞錐形瓶中，加入50mL沸水，沸水浴20min，冷卻、離心，稀釋20倍后經(jīng)0，22 μ m尼龍濾膜過(guò)濾，收集濾液待用。
[0033]本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案可以應(yīng)用于測(cè)定復(fù)雜機(jī)制體系中的氟離子，用類(lèi)似方案進(jìn)行分析可提高靈敏度和改善檢測(cè)限。
[0034]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種離子色譜柱切換法在線前處理準(zhǔn)確測(cè)定氟離子的系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括進(jìn)樣器(1)、六通閥(9)、六通閥柱切換器(4)、離子排斥柱(5)、接收管(8)、陰離子交換柱(10)、輸液泵(13)、電導(dǎo)檢測(cè)器(12^廢液瓶(3),所述的進(jìn)樣器⑴和六通閥柱切換器(4)連接，六通閥柱切換器(4)分別與液相泵(7)和離子排斥柱(5)連接，所述的六通閥(9)上連接接收管(8)、輸液泵(13)和陰離子交換柱(10),所述的陰離子交換柱(10)后依次連接抑制器電導(dǎo)檢測(cè)器(12)和廢液瓶(31
2.一種如權(quán)1所述的系統(tǒng)用于離子色譜柱切換法分離氟離子和小分子有機(jī)酸的方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)、先將基體復(fù)雜的樣品經(jīng)過(guò)處理后成為水溶液，使其中的氟離子以游離態(tài)形式存在； 2)、將溶液進(jìn)樣，先經(jīng)過(guò)離子排斥柱(5)將將保留較弱的氟離子等無(wú)機(jī)陰離子和保留較強(qiáng)的有機(jī)酸分離，進(jìn)而通過(guò)接受管(8)收集弱保留的氟離子及其它陰離子； 3〉、收集環(huán)中的溶液隨淋洗液進(jìn)入陰離子交換柱(10)中分離洗脫，再通過(guò)抑制器(11),電導(dǎo)檢測(cè)器(12)分析檢測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子色譜柱切換法分離氟離子和小分子有機(jī)酸的方法，其特征在于，所述的樣品中氟離子的測(cè)定有小分子有機(jī)酸的干擾。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子色譜柱切換法分離氟離子和小分子有機(jī)酸的方法，其特征在于，將離子排斥柱(5)與陰離子交換柱(10)串聯(lián)，利用離子排斥柱(5)對(duì)有機(jī)酸的保留特性除去樣品中存在的水溶性有機(jī)酸，后利用陰離子交換柱(10)對(duì)不同離子的保留差異，實(shí)現(xiàn)了氟離子的準(zhǔn)確定量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尚子色譜柱切換法分尚氟尚子和小分子有機(jī)酸的方法，其特征在于，所述的離子排斥柱是商品化的離子排斥柱或?qū)嶒?yàn)室制備的排斥柱。
6.一種由權(quán)利要求2或3或4或5所述的方法應(yīng)用于準(zhǔn)確測(cè)定復(fù)雜機(jī)制體系中受小分子有機(jī)酸干擾的氟離子。
【文檔編號(hào)】G01N30/96GK104483441SQ201410670281
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】倪承珠, 朱巖 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)