主题：【第十四届原创】SH-AC-3型阴离子色谱柱分析应用研究

SH-AC-3型阴离子色谱柱分析应用研究

黄选忠

（湖北兴山县疾病预防控制中心，湖北兴山　443711）

SH-AC-3型阴离子色谱柱是目前基层实验室应用较为广泛的国产普通色谱柱，是由青岛盛瀚色谱技术有限公司开发生产的一款亲水型阴离子色谱柱，烷基季胺基质，有机溶剂兼容性100%，pH耐受范围为pH0～14，碳酸盐分离体系。主要用于分析F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、H2PO4-、SO42-等常见阴离子，BrO3-、ClO3-、ClO2-、二氯酸、三氯乙酸等消毒副产物及甲酸、乙酸、酒石酸、草酸等有机酸。为了进一步拓展这款色谱柱的应用范围,提高其使用效率，我们对这款色谱柱的分析应用进行了实验研究，现将结果总结报告如下：

环境水样中F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、H2PO4-、SO42-和SCN-等8种阴离子的同时测定[1]

SH-AC-3型阴离子色谱柱的说明书中推荐以2.0 mmol/LNa2CO3-8.0 mmol/LNaHCO3溶液为淋洗液，SO42-的保留时间长达30min以上，分析效率低下，为了缩短提高SO42-的保留时间，提高分析效率，同时将这款色谱柱应用于SCN-的测定，我们对淋洗液中Na2CO3/NaHCO3配比进行了实验研究，建立了以6.0 mmol/LNa2CO3-2.0 mmol/LNaHCO3溶液为淋洗液，1.0mL/min等度洗脱，抑制电导检测法同时测定环境水样中F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、H2PO4-、SO42-和SCN-等8种阴离子的分析方法。

1.1主要仪器及色谱条件

    CIC-100型离子色谱仪，SHA—15型自动进样器，SH-AC-3型色谱柱及其保护柱，淋洗液：6.0 mmol/LNa2CO3-2.0 mmol/LNaHCO3溶液，流量：1.0mL/min，柱温：35℃，电导检测器，定量环体积为25μL，抑制电流：75mA，量程：1档；自动进样器：全定量环取样，取样后清洗（每针之间），置换量为70μL，取样量为25μL，扎针深度为4mm。

1.2标准色谱图、线性范围、线性方程及相关系数r





1.3方法的精密度和检出限

对2种浓度的标准溶液各平行测定5次，计算各成分峰面积的RSD，同时测定仪器30min的基线噪声，以3倍基线噪声除以标准曲线的斜率计算各组分的检出限，5次平行测定的RSD小于4%，方法的重复性良好，方法的检出限在0.02mg/L～0.10 mg/L。



1.4样品测定及加标回收率

取水样经0.45μm滤膜过滤后取1.5mL于样品瓶中，启动自动进样器进样测定各组份的峰面积（S），以标准曲线法定量，同时进行加标回收试验。硫氰酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、溴化物、亚硝酸盐、氯化物和氟化物等8种阴离子加标回收率分别为：95.6%～105.4%、98.5～106.8%、91.3%～96.7%、98.4～109.3%、96.5～107.3%、96.8%～109.2%、103.0%～105.2%和95.3%～99.8%。



1.5论文发表及获奖情况

该研究论文于2021年9月发表于《预防医学情报杂志》第9期，同时参加中国仪器仪表学会、仪器信息网第13届科学仪器网络作品原创大赛，并获色谱赛区月度“二等奖”。





2、山梨酸、苯甲酸、甜蜜素和安塞蜜的测定[2]

食品中山梨酸和苯甲酸、甜蜜素、安赛蜜的测定国家标准推荐的方法分别是气相色谱法和高效液相色谱法、衍生气相色谱法和重氮偶合比色法、高效液相色谱法等，其中，气相色谱法样品前处理步骤都较为繁杂、干扰因素多、条件不易控制，且不能实现多组分同时测定，工作效率低下。而高效液相色谱法虽然具有样品前处理方法简便快速、可多组分同时测定 等优势，但高效液相色谱仪基层实验室少有配置故难以开展此项检测工作。本工作研究建立了以青岛盛瀚色谱公司生产的SH-AC-3型阴离子交换柱为分离柱，以1.5 mmol/LNa2CO3为淋洗液等度洗脱的方式测定饮料中山梨酸、苯甲酸、甜蜜素和安赛蜜的方法，山梨酸、苯甲酸和安赛蜜的线性范围均为0～30.0mg/L, 甜蜜素的线性范围分别为0～15.0mg/L和15.0～30.0mg/L, 方法应用于饮料等样品中山梨酸、苯甲酸、甜蜜素和安赛蜜的测定，其结果与气相色谱法相吻合，加标回收率分别为：90.6%～98.5%、96.2～98.6%、95.5%～98.8%和96.8%～98.2%，各组分5次平行测定的相对标准偏差（RSD）小于5%（n=5），按样品稀释25倍计方法的检出限分别为2.0、2.5、1.0和1.5 mg/L。

2.1主要仪器及色谱条件

    CIC-200型离子色谱仪，SH-AC-3型色谱柱及其保护柱，淋洗液：1.5 mmol/LNa2CO3，流量：1.0mL/min，柱温：35℃，电导检测器，定量环体积为25μL，抑制电流：50mA，量程：1挡

2.2标准色谱图、线性范围、线性方程及相关系数r

（15mg/L的甜蜜素、安塞蜜、山梨酸和苯甲酸）

2.3 方法的精密度和检出限

2.4 样品测定及加标回收率

用本法测定了可乐、雪碧、果味果乐等饮料中山梨酸、苯甲酸、甜蜜素及安赛蜜的含量并进行加标回收试验，其中山梨酸、苯甲酸、甜蜜素的测定结果与气相色谱法相吻合，加标回收率分别为：90.6%～98.5%、96.2～98.6%、95.5%～98.8%和96.8%～98.2%。

2.5 论文发表及获奖情况

本研究论文在湖北省卫生检验专业委员会2019年学术会议上交流,并同时荣获中国仪器仪表学会、仪器信息网第12届科学仪器网络作品原创大赛年度“一等奖”和月度“二等奖”。











3  尿液中草酸和SCN-的同时测定[3]

离子色谱法操作简便、试剂消耗少、可自动化，具有多组分同时测定的优势，现已成为阴离子分析的首选方法，并已应用于尿液中草酸和SCN-的分别测定，但用离子色谱法同时测定尿液中草酸和SCN-尚未见报道。

我们以SH-AC-3型阴离子交换柱为分离柱，10.0mmol/LNa2CO3溶液为淋洗液， 1.0mL/min的流量等度洗脱，建立了离子色谱-抑制电导检测法同时测定尿液中草酸和硫氰酸盐的方法。

3.1主要仪器及色谱条件

    CIC-100型离子色谱仪，SHA—15型自动进样器，SH-AC-3型色谱柱及其保护柱，淋洗液：10.0 mmol/LNa2CO3，流量：1.0mL/min，柱温：35℃，电导检测器，定量环体积为25μL，抑制电流：75mA，量程：1档；自动进样器：全定量环取样，取样后清洗（每针之间），置换量为70μL，取样量为25μL，扎针深度为4mm。

3.2分离色谱图、线性范围、线性方程及相关系数r

3.3 样品测定、加标回收率及精密度试验结果

本法对3份尿液中草酸和硫氰酸盐的测定结果分别在4.71mg/L～14.83mg/L和0.21mg/L～0.72mg/L，加标回收率分别为：95.0%～101.1%和95.5～100.5%，测定结果的相对标准偏差分别为1.34%～2.06%和1.56%～2.91%。

3.4论文发表及获奖情况

该研究论文发表于《化学分析计量》2021年第2期，并荣获中国仪器仪表学会、仪器信息网第13届科学仪器网络作品原创大赛色谱赛区月度“二等奖”。

4、对氨基苯黄酸的测定

对氨基苯磺酸是合成磺胺类药物、染料和农药的中间体，其钠盐（敌锈钠）是大蒜、小麦等农作物除锈剂，具有潜在基因毒性[1]，目前测定微量对氨基苯磺酸主要有高效液相色谱法和分光光度法，青岛普仁仪器有限公司王存进曾建立了阴离子交换分离-紫外可见光检测器测定水中间氨基苯磺酸的方法，用离子色谱-抑制电导检测法测定对氨基苯磺酸文献少有报道。我们建立以SH-AC-3型阴离子交换柱为分离柱，5.0mmol/LNa2CO3-1.5 mmol/LNaHCO3溶液作淋洗液， 1.0ml/min的流量等度洗脱，离子色谱-抑制电导检测法测定蔬菜、药品和水中对氨基苯磺酸的新方法。对氨基苯磺酸的质量浓度在0.05mg/L～100.0mg/L与其峰面积或峰高具有良好的线性关系（相关系数r>0.9998），所确立的方法应用于蒜苗、复方磺胺甲噁唑片、对氨基苯磺酰胺及水中对氨基苯磺酸的测定，加标回收率在96.4%～98.4%，对高、中、低三种浓度标准溶液5次平行测定的相对标准偏差（RSD）小于2%，按信噪比（S/N）为3计算，对氨基苯磺酸的最低检出限为0.04mg/L。

4.1主要仪器及色谱条件

  CIC-100型离子色谱仪，SHA—15型自动进样器，SH-AC-3型色谱柱及其保护柱，淋洗液：5.0mmol/LNa2CO3-1.5 mmol/LNaHCO3溶液，流量：1.0mL/min，柱温：35℃，电导检测器，定量环体积为25μL，抑制电流：75mA，量程：1档；自动进样器：全定量环取样，取样后清洗（每针之间），置换量为70μL，取样量为25μL，扎针深度为4mm。

4.2色谱图、线性范围、线性方程及相关系数r

对氨基苯磺酸的质量浓度在0.05mg/L～100.0mg/L范围内与其峰面积（S）和峰高（H）呈良好的线性关系，以峰面积和峰高计算的标准曲线的线性方程、相关系数r分别为：

以峰面积计，S=41380C（mg/L）-18540，r=0.9999

以峰高计，H=1464C（mg/L）-755.3，r=0.9998

4.3 方法的精密度和检出限

对浓度分别为60.0mg/L、10.0mg/L和1.0mg/L的3水平的标准溶液各平行测定5次，其峰面积的相对标准偏差RSD分别为0.15%、0.55%和1.21%，峰高的相对标准偏差RSD分别为0.12%、0.22%和1.23%，表明方法的重复性良好。按3倍信噪比（S/N）计算，对氨基苯磺酸的最低检出限为0.04mg/L。

4.4 样品测定及加标回收率

测定了对氨基苯磺酰胺、复方磺胺甲噁唑片、蒜苗和环境水样中的对氨基苯磺酸，同时进行加标回收试验，本法加标回收率在96.4%～98.4%，结果见表4。

表4  样品测定及回收率试验结果

样品名称	测定结果/mg/L	加入量/mg/L	测得量/mg/L	回收率/%
对氨基苯磺酰胺	<0.04	30.00	29.48	98.3
复方磺胺甲噁唑	<0.04	40.00	39.06	97.7
蒜苗	0.08	1.00	1.05	97.2
		20.00	19.75	98.4
水样	0.10	0.50	0.58	96.4
		5.00	4.93	96.6

论文发表及获奖情况

该研究论文参加中国仪器仪表学会、仪器信息网第13届科学仪器网络作品原创大赛，并获色谱赛区月度“一等奖”。该研究论文将于《化学分析计量》待发表。



5、尿液中磷酸盐和草酸的同时测定

  泌尿系结石是临床上的常见病和多发病。其中纯草酸钙结石占85%以上，草酸钙+磷酸钙结石占10%以上。草酸代谢异常所引起的高含量草酸尿是泌尿系结石形成的主要原因。因此准确测定尿液中磷酸盐和草酸含量对研究结石形成机理、结石的鉴别等均具有重要意义。我们利用国产盛瀚CIC-100型离子色谱仪和SH-AC-3型阴离子交换柱，以6.0mmol/LNa2CO3-2.0mmol/L NaHCO3溶液为淋洗液， 1.0mL/min的流量等度洗脱，离子色谱-抑制电导检测法同时测定尿液中磷酸盐和草酸的新方法，磷酸盐含量分别在0.20～20.0mg/L、20.0～100.0mg/L，草酸的含量分别在0.05～5.0mg/L、5.0～25.0mg/L范围内与其峰高和峰面积呈良好的线性关系（相关系数r在0.9995～0.9998），方法应用于尿液中磷酸盐和草酸的同时测定，加标回收率分别为：94.5%～104.7%和96.0～104.2%，5次平行测定的相对标准偏差（RSD）在0.85%～2.07%，以3倍信噪比（3N/b）计，磷酸盐和草酸最低检出浓度分别为0.10mg/L和0.04mg/L。

5.1主要仪器及色谱条件

CIC-100型离子色谱仪，SHA—15型自动进样器，SH-AC-3型色谱柱及其保护柱，淋洗液：6.0mmol/LNa2CO3-2.0mmol/L NaHCO3溶液，流量：1.0mL/min，柱温：35℃，电导检测器，定量环体积为25μL，抑制电流：75mA，量程：1档；自动进样器：全定量环取样，取样后清洗（每针之间），置换量为70μL，取样量为25μL，扎针深度为4mm。

5.2色谱图、线性范围、线性方程及相关系数r

            5.3方法的精密度和检出限

对高、低浓度的标准溶液各平行测定5次，计算磷酸盐和草酸峰面积的RSD，同时测定仪器30min的基线噪声，以3倍基线噪声除以标准曲线（峰面积计）的斜率（3N/b）计算磷酸盐和草酸的检出限，5次平行测定的RSD在0.85%～2.07%，方法的重复性良好，磷酸盐和草酸的最低检出浓度分别为0.10mg/L和0.04 mg/L。



5.4尿样测定及加标回收率



5.5论文发表及获奖情况

该研究论文参加中国仪器仪表学会、仪器信息网第13届科学仪器网络作品原创大赛，并获色谱赛区月度“一等奖”。



参考文献

杜宏山，黄选忠，汪波,舒开继，邹绍仙.离子色谱法同时测定环境水样中硫氰酸盐等8种阴离子的方法应用[J].预防医学情报杂志，2021，37(9)：1290

2）黄选忠，舒开继，杜宏山，邹绍仙.离子色谱法测定饮料中两种防腐剂和两种甜味剂[C].湖北省卫生检验专业委员会2019年学术交流大会论文集.武汉:湖北省卫生检验专业委员会:2019:24

3）张丽，黄选忠，杜宏山.离子色谱法同时测定尿液中草酸和硫氰酸盐[J].化学分析计量，2021，30(2)：46