碘的氧化对电感耦合等离子体质谱法测定总碘的影响
2018-04-25刘志斌余文婷杨亚宣罗明标
曾 凯,刘志斌,余文婷,杨亚宣,罗明标
(1.东华理工大学 江西省质谱科学与仪器重点实验室,江西 南昌 330013;2.南昌市食品药品检验所 南昌市中药质量控制与安全性评价重点实验室,江西 南昌 330029)
碘熔点低、易挥发[1-2]。碘是医药卫生、食品、地质、核安全等领域是重要检测项目之一。碘监测和测定的常用化学方法有滴定法、比色法、离子色谱(IC)法、气相色谱(GC)法、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法[3-5]等,其中,ICP-MS法抗干扰性强,灵敏度高,可同时测定多种元素[6],应用更广泛。
痕量碘样品的消解处理可以采用酸法:用强酸将碘转化为碘离子(I-),I-在酸性条件下以易挥发的碘化氢(HI)形式存在,且易被氧化为碘分子(I2)。I2和HI易挥发,I-易被吸附,致使碘的测定波动性大,尤其含量低时测定结果波动甚至达750%[7]。在酸解样液中加入NH3将溶液转化为碱性,碱性条件下可避免形成HI并降低I-的还原性,使I-稳定[8],但样液盐分过高、金属元素无法同时测定。采用碱法熔融消解制备I-样品溶液[9-10],技术要求较高,且仍无法解决碘和其他金属元素需分开处理和检测的问题。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
Theromo ICS-1100离子色谱仪(色谱柱Dionex IonPac AS18,4×250 mm),赛默飞iCAP-RQ电感耦合等离子体质谱仪。
碘化钾、碘酸钾、硝酸,均为优级纯;次氯酸钠溶液,分析纯,0.17 g/mL;水,超纯。
1.2 离子色谱条件
进样量25 μL,流速1 mL/min,流动相为35 mmol/L氢氧化钾溶液,柱温30 ℃,电导检测。
1.3 ICP-MS测定条件
测定127I,驻留时间0.02 s,KED模式,冷却气体流速14 L /min,辅助气体流速0.8 L/min,Plasma Power 1.55 kW。
2 试验结果与讨论
2.1 反应时间对I-转化为的影响
图的离子色谱
图2 反应时间对I-转化率的影响
2.2 溶液酸度对I-转化为的影响
准确移取1 mL(质量浓度121 mg/L)I-溶液于50 mL离心管中,加入0.10 mL ClO-溶液,分别用纯水及0.03、0.3、3.0、15.0、3.0 mmol/L的HNO3溶液定容,静置,反应完全后进行测定,结果如图3所示。
图3 硝酸浓度对I-转化率的影响
2.3 ClO-用量对I-转化率的影响
图4 ClO-用量对I-转化率的影响
2.4 与传统ICP-MS法测定结果的比较
图5 不同形式碘的ICP-MS测定标准曲线
3 结论
将碘离子高效氧化为碘酸根离子,可以优化ICP-MS法测定碘,氧化反应仅与次氯酸钠用量有关,反应速度与溶液酸度无关。次氯酸钠氧化法反应速度快、效率高,测定曲线响应值波动小、记忆效应低,可用于含I-物质的测定。
参考文献:
[1] ZIMMERMANN M B,JOOSTE P L,PANDAV C S.Iodine-deficiency disorders.[J].The Lancet,2008,372(9645):1251-1262.
[2] 马宁,毛伟峰,李建文,等.膳食碘缺乏与过量对人类健康的危害[J].卫生研究,2011,40(2):142-146.
[3] 全国盐业标准化技术委员会.制盐工业通用试验方法 碘的测定:GB/T 13025.7—2012[S].北京:中国标准出版社,2012.
[4] DORMAN J W,STEINBERG S M.Analysis of iodide and iodate in Lake Mead,Nevada using a headspace derivatizationgas chromatography-mass spectrometry[J].Environ Monit Assess,2010,161:229-236.
[5] JUDPRASONG K,JONGJAITHET N,CHAVASIT V.Comparison of methods for iodine analysis in food[J].Food Chemistry,2016,193:12-17.
[6] AL-AMMAR A,REITZNEROV E,BARNES R M.Thorium and iodine memroy effects in inductively-coupled plasma mass spectrometry[J].Fresenius Journal of Analytical Chemistry,2001,370(5):479-482.
[7] 李冰,何红蓼,史世云,等.电感耦合等离子体质谱法同时测定地质样品中痕量碘溴硒砷的研究:Ⅰ:不同介质及不同阴离子形态对测定信号的影响[J].岩矿测试,2001,20(3):161-166.
[8] PACQUETTE L H,LEVENSON A M,THOMPSON J J,et al.Total iodine in infant formula and nutritional products by inductively coupled plasma/mass spectrometry:first action 2012.14[J].Journal of Aoac International,2013,96(4):798-801.
[9] 张培新,黄光明,董丽,等.电感耦合等离子体质谱法同时测定地质样品中锗碘[J].岩矿测试,2005,24(1):36-39.
[10] 李冰,何红蓼,史世云,等.电感耦合等离子体质谱法同时测定地质样品中痕量碘溴硒砷的研究:Ⅱ:不同介质及不同阴离子形态对测定信号的影响[J].岩矿测试,2001,20(20):161-166.
[11] BRIX K,HEIN C,SANDER J M,et al.Simultaneous quantification of iodine and high valent metals via ICP-MS under acidic conditions in complex matrices[J].Talanta,2017,167:532-536.