二维离子色谱法测定精己二酸中痕量硝酸根离子

邓宝玲，李德文，钟新林

［1.连云港中医药高等职业技术学校，江苏连云港 222002； 2.赛默飞世尔科技(中国)有限公司，上海 201206］

二维离子色谱法测定精己二酸中痕量硝酸根离子

邓宝玲1，李德文2，钟新林2

［1.连云港中医药高等职业技术学校，江苏连云港 222002； 2.赛默飞世尔科技(中国)有限公司，上海 201206］

建立二维离子色谱法测定精己二酸中痕量硝酸根离子含量的方法。第一维采用去离子水作为流动相，经过IonPac ICE–AS1色谱柱将精己二酸中的硝酸根离子和己二酸进行预分离，分离出来的硝酸根富集于IonPac TAC–ULP1浓缩柱上。以淋洗液发生器产生的不同质量浓度的氢氧化钾溶液作为淋洗液，将富集柱上的硝酸根淋洗下来，经第二维IonPac AS17–C色谱柱进行分离，以抑制型电导检测器测定硝酸根离子的含量。精己二酸中硝酸根离子的质量浓度在2.0～50.0 μg／L范围内与其色谱峰面积呈良好线性，线性相关系数r2＞0.999，检出限为0.10 μg／L，测定结果的相对标准偏差小于1.5%(n=7)，加标回收率为98.0%～105.0%。该方法操作简单，灵敏度、准确度高，选择性好，能够准确测定精己二酸中痕量硝酸根离子的含量。

离子色谱法；硝酸根；精己二酸

己二酸又名肥酸，是一种重要的有机二元酸，主要用作工程塑料的原料；在医药、杀虫剂、粘合剂、合成革、合成染料和香料方面也被广泛应用，同时还可用于各种食品和饮料的酸化剂［1–2］。目前工业上生产精己二酸是以环己醇和环己酮的混合物为原料，用浓硝酸氧化得到工业级己二酸，再经过多种工艺纯化后得到精己二酸［3–5］。精己二酸中残留一定量的硝酸，其含量直接决定了精己二酸产品的品质和价格。现行行业标准SH／T 1499.7–2012及报道的文献对于硝酸的含量测定方法是分光光度法［6–8］，该法存在灵敏度低，样品前处理复杂，实验人员需要接触大量化学试剂以及容易对环境造成污染等问题。

离子色谱法是分析常规无机阴离子的首选方法［9–14］，它具有简单、快速、灵敏度高等优点。但对于测定固体样品中的痕量阴离子(含量小于0.000 1%)，溶解后直接进样分析难度较大，待测离子和基体离子的浓度相差悬殊影响了待测离子在色谱柱上的保留。

离子排斥色谱主要用于无机弱酸和有机酸的分离［15–18］，完全离解的无机阴离子不被固定相保留，在固定体积处被洗脱，不完全离解的无机弱酸和有机酸则能有一定的保留。己二酸是小分子有机酸，在离子排斥色谱柱上有一定的保留，因而可以利用离子排斥色谱柱把痕量的无机阴离子与高浓度的己二酸进行完全分离。

笔者建立了一种利用二维离子色谱法直接测定精己二酸中痕量硝酸根离子含量的方法，第一维采用离子排斥色谱柱，实现无机阴离子和己二酸的分离，先分离出来的无机阴离子经富集后再切换至第二维的离子交换色谱柱进行定量分析。该方法选择性好，灵敏度高。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

离子色谱仪：Dionex Integrion型，配有等度泵，淋洗液发生器，高压脱气机，高压六通进样阀，高压辅助六通阀，柱温箱，电导检测器，AERS 500抑制器，赛默飞世尔科技(中国)有限公司；

AXP泵：流量为0.05～10.0 mL／min，赛默飞世尔科技(中国)有限公司；

纯水仪：GenPure ProUV–TOC型，赛默飞世尔科技(中国)有限公司；

塑料样品瓶：容量为100 mL，上海高信化玻仪器有限公司；

一次性使用无菌注射器：10 mL，上海米沙瓦医科工业有限公司；

电子天平：感量为0.000 1 g，瑞士梅特勒–托利多仪器(上海)有限公司；

氢氧化钾(KOH)淋洗液：由Dionex™EGC 500 KOH Eluent Generator Cartridge在线产生，赛默飞世尔科技(中国)有限公司；

硝酸根标准溶液：1 000 µg／mL，编号为GSB 04–1772–2004，国家有色金属及电子材料分析测试中心；

精己二酸：纯度大于99.5%，市售；

实验用水为电阻率18.2 MΩ·cm的去离子水。

1.2 样品前处理

精密称取精己二酸0.500 0 g于塑料样品瓶中，用去离子水稀释定容至100 mL，过0.22 µm滤膜后直接注入色谱仪进行测定。

1.3 色谱条件

第一维色谱柱：IonPac ICE–AS1分离柱[250 mm×9 mm，赛默飞世尔科技(中国)有限公司]；淋洗液：经IonPac ATC–HC柱[75 mm×9 mm，赛默飞世尔科技(中国)有限公司]纯化的去离子水；流量：0.5 mL／min；

第二维色谱柱：IonPac AS17–C柱[分析柱(250 mm×4 mm)，保护柱(250 mm×4 mm)，赛默飞世尔科技(中国)有限公司]；淋洗液：由Thermo Scientifc™Dionex™EGC 500 KOH Eluent Generator Cartridge在线产生的不同浓度的KOH溶液，浓度见表1；流量：1.0 mL／min，进样体积：1.0 mL；柱温：30℃；检测器：抑制型电导检测；检测池温度：35℃；抑制器：AERS 500，自循环模式，抑制电流为149 mA。

表1 梯度淋洗液KOH的浓度

1.4 阀切换流程

在Integrion系统配置的基础上加一台AXP泵和一个六通阀，二维离子色谱的连接方式如图1所示。

图1 系统连接示意图

基本工作流程包括4个步骤：

(1) 0.0 min，进样状态，AXP泵输送去离子水把定量环中的样品带入AS1色谱柱，辅助六通阀，AS1柱出口与废液口相连；

(2) 硝酸根离子和己二酸在AS1色谱柱上预分离3.0 min，AS1柱出口与浓缩柱相连，先流出的硝酸根离子富集在IonPac TAC–ULP1柱上；

(3) 11.0 min，浓缩柱切入二维分析系统，氢氧化钾淋洗液把浓缩柱上的硝酸根离子冲洗到AS17–C色谱柱上进行分析，AS1柱流出的高浓度己二酸被冲到废液中；

(4) 26.1 min，高浓度KOH冲洗AS17–C 色谱柱上的残留离子，平衡柱子待下一个进样测试。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择

离子排斥色谱在固定相的表面附着的一层带负电荷水合层被称为Donnan膜，由于Donnan排斥，完全离解的酸不被固定相保留，在死体积处被洗脱。而未解离的化合物不受Donnan排斥，能进入树脂的内微孔，分离是基于溶质和固定相之间的非离子型相互作用［15–18］。己二酸是一种有机弱酸，在中性条件下(如纯水介质中)呈弱电离状态，IonPac ICE–AS1柱是总体磺化的以苯乙烯–二乙烯基苯型的阳离子交换树脂为固定相的高容量离子排斥柱。本研究采用AS1离子排斥柱分离己二酸中的强酸性阴离子，以纯水为流动相，采用离子排斥机理分离，并用非抑制型电导检测器进行检测，结果见图2。

图2 己二酸样品一维分离色谱图

由图2可知，样品进样后，经过AS1色谱柱进行分离，硝酸根离子在7.0～10.0 min出峰，而弱解离的己二酸出峰较晚，且色谱峰较大。纯水流量较小时，己二酸需要较长时间才能完全被洗脱下来，单个实验分析时间过长；纯水流量过快，则硝酸根和己二酸分离效果不好。当纯水流量为0.5 mL／min时，硝酸根和己二酸分离效果较好，硝酸根离子在7.0～10.0 min出峰,而且能在30 min内能把己二酸完全洗脱下来。因此最终选择纯水流量为0.5 mL／min。

2.2 阀切换时间优化

样品进样后，经过AS1离子排斥色谱柱进行分离，后接非抑制电导检测器检测，硝酸根离子在7.0～10.0 min出峰。对浓缩柱的柱切换时间进行了考察，以得到浓缩柱对硝酸根离子的最大收率。试验表明如果阀切换时间过短，硝酸根色谱峰面积变小；阀切换时间过长，部分己二酸会进入到二维色谱柱，影响检测结果。最终确定浓缩柱切换时间为3.0～11.0 min。

2.3 线性方程和检出限

在选定的色谱条件下，取适量硝酸根标准溶液，用去离子水逐级稀释成质量浓度分别为2.0，5.0，10.0，20.0，50.0 µg／L的系列标准工作溶液，分别测定3次后，取其峰面积的平均值。以标准工作溶液质量浓度X为横坐标，其色谱峰面积Y为纵坐标绘制标准工作曲线，得回归线性方程为Y=0.006 3X–0.001 6，相关系数r2＞0.999，硝酸根离子的线性范围为2.0～50.0 µg／L。以3倍信噪比(S／N)确定检出限为0.10 µg／L。硝酸根标准溶液色谱图见图3。

图3 硝酸根标准溶液色谱图

2.4 精密度试验

在1.3条件下，将精己二酸按1.2方法处理，在样品中添加10.0 µg／L的硝酸根离子标准溶液，平行测定7次，结果见表2。由表2可知，硝酸根离子测定结果的相对标准偏差(RSD)为1.25%，可见方法的精密度良好，检测重现性好。

表2 精密度试验结果

2.5 加标回收试验

按1.2方法对硝酸根离子含量不同的3批己二酸样品进行处理得到己二酸样品溶液1#，2#，3#，对3份样品进行3个不同加标浓度的回收试验，每个浓度水平平行测定3次，测定结果见表3。由表3可知，该方法的回收率为98.0%～105.0%，可见方法的回收率较高，满足分析检测的要求，样品色谱图见图4。

表3 加标回收试验结果

图4 己二酸样品(a)及加标样品(b)的色谱图

3 结语

建立了一种通用的二维离子色谱法测定精己二酸中痕量硝酸根离子含量的方法，精己二酸中硝酸的检出限可达到0.020 mg／kg，远远低于行业标准的最低测试浓度0.30 mg／kg［8］。该方法操作简便，准确度、灵敏度高，可以替代分光光度法。

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大环生物分子快速合成有新法

美国范德堡大学官网不久前发布公告称，该校生化学院化学系教授杰夫瑞·约翰斯顿与其学生开发出一种全新合成技术，能将生物体内重要的环状分子——环缩肽的合成步骤从之前的14步缩减到6步，而且产量更高，环状分子尺寸更大。新化合过程将开启全新的化学运用，更大环状缩肽具有独特的生物特性，可用来开发更高效抗生素、抗逆转录病毒药物以及杀虫剂。

环缩肽在有机生命体内扮演着重要角色，是很多微生物用来进攻对手的化学武器，并具有抵抗病毒的功能。但长期以来，这类分子特别是大环分子很难用化学方法人工合成，现有方法需要很多中间步骤，不仅耗时，更是大大降低了产量。

该项研究称，新方法不再需要这些“繁文缛节”的中间步骤，很多环状缩肽只需一步就能获得，而且环内原子数大大超过天然环缩肽。他们利用了有机合成的一种常用反应——光延反应，这种反应能一次性合成碳—氧等化学键。向事先合成的低聚物单体中加入不同化学修饰单位，合成出了不同的生物活性分子。

约翰斯顿还发现，通过加入不同的盐类物质，他们能控制同样单体合成产物的环状尺寸，即环内原子数。他们用同样的单体，引入氟硼酸钠盐后合成了杀虫剂基本结构单位——环内含24个原子的环缩肽，之前需要14步才能最终合成的化学过程现在缩减到6步。研究人员引入氟硼酸钾后合成了36个原子的环缩肽；引入氯化铯后合成了60个原子的环缩肽。“这些盐就像模板，不同尺寸的盐能用来合成不同尺寸的环状结构。”约翰斯顿说。

这些具有不同化学组成和结构的环缩肽，能够与细胞表面的特定受体蛋白结合，从而给这些受体“戴上安全帽”，根据不同设计打开或关闭受体，可用来开发抗病毒药物或杀虫剂。

（科技日报）

京津冀将统一水产品质量检测

不久前京津冀渔业主管部门签署了《京津冀渔业协同发展合作框架协议》，今后三地将开展水产品质量安全监管协作试点，统一制定水产品质量检测标准执行目录，检测结果互认互用。市农业局副局长李全录介绍说，渔业是北京现代农业的重要组成部分，目前共有渔业水域面积38.19万亩，随着北京农业结构调整，北京渔业发展也在向生态效益、社会效益、经济效益协同提高发展、努力。

近年来，河北、天津的优质水产品进京丰富了首都市民的餐桌。此次会议期间，三地有十多家企业找到了合作伙伴。其中，唐山海洋牧场实业有限公司与北青集团签署了合作意向书，将共同打造“海洋生态文化旅行”与“健康海鲜社区直供”项目，使北京市民能更近距离接触和认知海洋，便捷地购买安全、新鲜的海鲜产品。为保障市民水产品质量安全，三地还将开展水产品质量安全监管协作试点，统一制定三地水产品质量检测标准执行目录，探索三地检测结果互认，以及信息预警、舆情监测、追溯管理、案件协查、问题产品处置等协作机制。

（ 李）

Determination of Trace Nitrate in Pure Adipic Acid by 2D Ion Chromatography

Deng Baoling1, Li Dewen2, Zhong Xinlin2
(1. Lianyungang Higher Vocational Technical College of Traditional Chinese Medicine， Lianyungang 222002， China) 2. Shanghai Lab, Thermo Fisher Scientifc Inc., Shanghai 201206, China)

Two–dimensional ion chromatography method was developed for the determination of trace nitrate ion in pure adipic acid. Ion excluding column IonPac ICE–AS1 was used in the frst dimension to separate the trace nitrate from adipic acid using deionized water as the mobile phase, nitrate ion separated was enriched in the pre-concentration column IonPac TAC–ULP1 at the same time. By using a gradient of potassium hydroxide made from the eluent generator cartridge as the eluent, the nitrate ion was eluted from the pre–concentration column into the second-dimension which using IonPac AS17–C as analytical column，and detected by suppressed conductivity detector. The mass concentration of nitrate ion in pure adipic acid was linear with peak areas in the range of 2.0–50.0 µg／L withr2was more than 0.999, the detection limit was 0.10 µg／L, the relative standard deviation of determination results was less than 1.5%(n=7) and the recovery was 98.0%–105.0%. This method has the advantages of easy operation, high sensitivity, high accuracy and good selectivity, It can accurately determine the content of trace nitrate ion in pure adipic acid.

ion chromatography; nitrate; pure adipic acid

O657.7

：A

：1008–6145(2017)01–0068–04

10.3969／j.issn.1008–6145.2017.01.017

联系人：李德文；E-mail：dewen.li@thermofsher.com

2016–11–21