离子色谱快速柱检测简单基质样品中的无机阴离子

曹盛林 叶明立 朱岩

（1浙江大学化学系，杭州 310028；2赛默飞世尔科技有限公司上海实验室，上海 201203）

离子色谱快速柱检测简单基质样品中的无机阴离子

曹盛林1叶明立2朱岩1

（1浙江大学化学系，杭州 310028；2赛默飞世尔科技有限公司上海实验室，上海 201203）

为实现简单基质样品中常规阴离子的快速分析，选用Dionex IonPac AS22－fast（4mm×150mm）离子交换色谱柱，通过优化流速、淋洗液浓度等色谱条件，使F－、Cl－、NO3－、NO2－、Br－、PO43－、SO42－7种常规阴离子在3.5min内分离完全，实现简单基质样品中常规阴离子的快速测定。

快速柱；无机离子；离子色谱；环境水样

1 引言

在色谱分析工作中为提高待测组分峰分离度，往往忽视了分析时间，严重影响工作效率。为实现快速分离，最直接的方法是提高淋洗液流速，但柱压往往会随着流速的提高而快速增大，因此该方法在实际应用中往往受到限制。此外，若缩短常规色谱柱柱长，压力将会相应减小，因此也可通过这个方法使快速分离在常规的色谱仪器上得以实现。

采用Dionex IonPac AS22－fast阴离子交换柱，柱长150mm，与常规型离子色谱柱（250mm）相比，柱长大大缩短，能够快速、等度分离包括饮用水、地表水、地下水等简单基质样品中的常规阴离子和低分子量的有机酸。由于柱长缩短，使用IonPac AS22－fast阴离子交换柱能够减小死体积、缩短分析时间且适用于更高的流速。

2 实验部分

2.1 仪器及试剂

ICS－1600离子色谱仪（美国赛默飞世尔公司），Chromeleon 6.8色谱工作站（美国赛默飞世尔公司）。

F－、Cl－、、、Br－、标准储备液（1000mg／L），均购自上海市计量测试技术研究所，使用时稀释至所需浓度。

实验用水电阻率均为18.2MΩ·cm的二次去离子水；Na2CO3和NaHCO3皆为分析纯试剂。

2.2 色谱条件

IonPac AS22－fast（4mm×30mm）和IonPac AS22－fast（4mm×150mm）阴离子交换柱，进样量25μL，流动相为Na2CO3（6.5mmol／L）和NaHCO3（1.4mol／L），流速2.2mL／min，柱温45℃，抑制电导检测，抑制电流100mA。

2.3 样品制备

水样采集后经0.45μm滤膜过滤，保存于洁净的PET塑料瓶中。

3 结果与讨论

3.1 淋洗液种类和浓度与分析时间关系探讨

阴离子交换色谱柱的交换基团主要分为季铵烷功能基、季铵烷醇功能基两大类。其中季铵烷功能基的亲脂性较强，比较适合于洗脱能力较强的碳酸根淋洗液体系；而季铵烷醇功能基的亲水性较强，适用于氢氧根淋洗液体系。IonPac AS 22－Fast所用离子交换基团为季铵烷与季铵烷醇混合型功能基团，因此选用碳酸钠、碳酸氢钠作淋洗液可增加洗脱强度［1］。

3.1.1 不同浓度的碳酸钠淋洗液

将淋洗液流速设为2.2mL／min。固定淋洗液中NaHCO3浓度为1.4mmol／L，选择不同的Na2CO3浓度（4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0mmol／L）分别用来分离F－、Cl－、、、Br－、的混合标准溶液（5mg／L）。由实验结果可知，Na2CO3浓度大于7.0mmol／L时，和Br－所对应的色谱峰不能达到基线分离的要求，因此选用Na2CO3（6.5mmol／L）作淋洗液。

3.1.2 不同浓度的碳酸氢钠淋洗液

将流速设为2.2mL／min。固定淋洗液中Na2CO3浓度为6.5mmol／L，选择NaHCO3浓度为1.4mmol／L，7种常规阴离子均能达到基线分离，但随着浓度增大，系统噪音增大，信噪比降低，从而影响灵敏度。以为例，信噪比与NaHCO3浓度关系如图1所示。

图1 碳酸氢钠浓度与信噪比关系图Figure 1.Relationship between NaHCO3concentration and the signal to noise ratio for.

3.2 重现性、线性和检出限

在优化后色谱条件下分离F－、Cl－、、、Br－、，各待测组分的色谱峰分离度较好（见图2），满足定性和定量的要求。准确移取标准储备液，配制质量浓度分别为0.1、0.2、0.5、0.8、1.0、5.0、10.0、20.0、50.0、150.0mg／L的混合标准溶液，依次进样，以峰面积（Y）对离子的质量浓度（X，mg／L）进行线性回归，得到线性回归方程；以3倍信噪比计算检出限；保留时间和峰面积的相对标准偏差（RSD）由连续10次测定混合标准溶液得到，结果见表1。7种阴离子混合标准溶液的色谱图见图2。

表1 待测离子的重现性、线性关系及检出限Table 1 RSDs，linearity and detection limits for the ions in the analytes（n＝10）

3.3 样品测定和回收率测定

收集样品后，按2.3方法处理样品，在最优色谱条件下进行测定，外标法定量。同时，为验证方法的准确性，在雨水、自来水、河水和空气吸收液中分别对待测离子进行低（50%）、中（100%）、高加标（150%），测定回收率。样品测定与回收率实验结果见表2，自来水样品色谱图见图3。

图2 7种阴离子混合标准溶液的色谱图Figure 2.A chromatogram of a mixed solution of the standards containing seven anions.

图3 自来水样品色谱图Figure 3.A chromatogram of a tape water sample.

表2 实际样品测试结果及加标回收率Table 2 Determination results of real samples and spiked recoveries with standard addition ／（mg·L－1）

4 结论

采用IonPac AS22－fast（4mm×150mm）离子色谱快速柱分析7种常规阴离子。优化后的色谱条件分析速度快，能够在3.5min之内快速洗脱7种常规阴离子。并将该方法应用于雨水、自来水、河水等简单基质样品中常规阴离子的快速分析。

［1］朱岩.离子色谱原理及应用［M］.杭州：浙江大学出版社，2002：150－155.

Determination of Inorganic Anions in Simple Matrix Samples by Fast Ion Chromatography Column

CAO Shenglin1，YE Mingli2，ZHU Yan1
（1.DepartmentofChemistry，ZhejiangUniversity，Hangzhou310028，China；2.ShanghaiLaboratory，ThermoFisherScientificInc.，Shanghai201203，China）

In this work，a Dionex IonPac AS22－fast（4mm×150mm）anion exchange column was chosen for the fast determination of common anions in simple matrix samples.By optimizing the chromatographic conditions including flow rate and eluent concentration，etc.，seven common anions，which are fluoride，chloride，nitrite，nitrate，bromide，phosphate and sulfate，were separated completely within 3.5min.By application of the method，the fast determination of common anions in simple matrix sample can be achieved.

fast column；common anions；ion chromatography；environmental water samples

O657.7＋5；TH833

A

2095－1035（2012）03－0012－03

10.3969／j.issn.2095－1035.2012.03.003

2012－07－03

2012－08－06

国家自然科学基金项目（20775070，J0830413）；浙江省自然科学基金项目（R4080124，Y4090268）。

曹盛林，男，硕士研究生，主要从事离子色谱应用方面的研究。E－mail：slcao1001＠163.com