离子色谱法测定皂粒中葡萄糖酸钠含量

2019-08-21冯丽枝曹文明

分析测试学报 2019年8期

冯丽枝，王岩，陈政*，曹文明*

(1.丰益油脂科技有限公司，上海 200137；2.丰益生物技术研发中心有限公司，上海 200137)

螯合剂是清洗剂产品的重要组分，可通过螯合产品中微量金属离子减缓清洗剂变色，起维持体系稳定的关键作用[1-3]。葡萄糖酸钠作为一种全能型螯合剂，被广泛用于印染、水处理、个人护理及家庭护理等领域[4]，其环保性和安全性已被各国监管机构认可。因此，皂粒生产过程中的葡萄糖酸钠含量检测和质控是一项重要工作。

目前，已报道的检测葡萄糖酸及其钠盐的方法主要有分光光度法、气相色谱法、液相色谱法等。但分光光度法易受杂质干扰，灵敏度差[5-6]；气相色谱法需将葡萄糖酸进行衍生化，耗时且结果稳定性较差[7]；高效液相色谱法虽然简化了前处理，但存在分离度差、灵敏度低等缺陷[8-14]。而皂粒中含有大量脂肪酸钠、甘油、无机盐等杂质，干扰严重。

近年来，有研究者用离子色谱实现了对简单基质中葡萄糖酸的准确定量[15]。本文研究开发了一种针对皂粒基质中葡萄糖酸钠的离子色谱检测方法，实现了高灵敏度、宽线性范围的定量分析，且操作简便、检测结果准确，可为皂粒生产提供一种有效的质控手段。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与材料

850型离子色谱仪(瑞士万通公司)，配在线真空脱气机，柱温箱，脉冲安培检测器，抑制型电导检测器，919型自动进样系统，METROSEP Carb 1糖分析柱(150 mm×4.0 mm,5 μm)，METROSEP Organic Acid 有机酸分析柱(250 mm×4.0 mm,7.8 μm)，Mag IC-Net 2.1色谱工作站。移液枪(Eppendorf，Research Plus)；CPA225D分析天平(精确至0.000 1 g，赛多利斯)；KUDOS SK5200G超声波清洗器(上海科导起声仪器有限公司)；Milli-Q超纯水仪(默克化工技术(上海)有限公司)。

D-葡萄糖酸钠(纯度≥99%，生化试剂，Sigma-Aldrich公司)；硫酸、石油醚(沸程30～60 ℃)均为分析纯，购于国药化学试剂有限公司；氢氧化钠、醋酸钠(IC专用级，上海安谱实验科技股份有限公司)；超纯水(电阻率>18.2 MΩ·cm)；皂粒样品来自丰益油脂科技有限公司。

1.2 标准溶液的配制

精确称取葡萄糖酸钠标准品0.10 g于100 mL容量瓶中，用超纯水溶解并定容配成1 000 mg·L-1的葡萄糖酸钠标准储备液；分别用移液枪准确量取葡萄糖酸钠标准储备液0.05、0.1、1、2、5、10、20 mL于100 mL容量瓶中，用超纯水定容，配成0.5、1.0、10、20、50、100、200 mg·L-1的葡萄糖酸钠标准工作液。

1.3 样品前处理

精确称取皂粒样品3.0 g于150 mL烧杯中，85 ℃水浴条件下加60 mL超纯水溶解，至溶液澄清透明，缓慢加入10 mL 50%(体积分数)硫酸溶液搅拌至无白色固体析出，表明脂肪酸钠已全部反应生成脂肪酸。待溶液冷却至30～40 ℃后转移至250 mL分液漏斗中，分别用10 mL石油醚萃取3次，收集水相溶液，石油醚层分别用5 mL超纯水洗涤3次，收集水相溶液合并于100 mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度，过0.45 μm水相滤膜，待测。

1.4 色谱条件

METROSEP CARB 1糖分析色谱柱(150 mm×4.0 mm,5 μm)和Metrosep Carb 1 Guard/4.0保护柱；洗脱液采用150 mmol·L-1NaOH+20 mmol·L-1NaAc；流速1.0 mL·min-1；进样量20 μL。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理优化

皂粒的主要成分是高级脂肪酸钠，若直接进样会吸附在色谱柱上造成不可逆的损伤。因此，必须去除样品溶液中的脂肪酸钠后再进行分析。室温下，皂粒样品水溶液黏稠浑浊，无法用过滤或色谱分离，本文采用先酸化、后萃取的方式对样品进行净化。由于酸化生成的脂肪酸不溶于水，当加入硫酸不再析出固体时，表明脂肪酸钠已被去除。

2.2 色谱条件的优化

图1 含20 mg/g葡萄糖酸钠皂粒样品(a)和空白皂粒样品(b)色谱图Fig.1 Chromatogram of 20 mg/g sodium gluconate(a)and blank soap noodle sample(b)mobile phase:150 mmol·L-1 NaOH+ 20 mmol·L-1 NaAc,flow rates:1.0 mL/min,pulsed ampere detector

葡萄糖酸钠(GS)在酸性条件下以葡萄糖酸(GA)形式存在，因此实验分别考察了METROSEP Organic Acid分析柱(酸性流动相，抑制型电导检测器检测)和METROSEP Carb 1糖分析柱(碱性流动相，安培检测器检测)对测定结果的影响。结果显示，采用METROSEP Organic Acid分析柱在酸性流动相体系下分析时，葡萄糖酸峰的基线受到杂质峰拖尾的严重干扰，峰高仅20 μs·cm-1，不能满足定量要求。而采用METROSEP Carb 1糖分析柱在碱性流动相体系下分析时，在相同前处理条件下，皂粒样品中葡萄糖酸钠的响应显著提高；空白样品实验表明，目标物峰不受样品中其它组分影响，满足定性、定量要求(见图1)。另外，研究发现NaOH浓度在5～150 mmol·L-1，NaAc浓度在2～20 mmol·L-1范围内，葡萄糖酸钠的保留时间随着NaOH和NaAc浓度的升高而降低；而当NaOH浓度超过150 mmol·L-1，NaAc浓度超过20 mmol·L-1时，目标物保留时间不再发生显著变化，故本实验选取的淋洗液浓度为150 mmol·L-1NaOH+20 mmol·L-1NaAc水溶液。

2.3 样品溶液稳定性

取一份皂粒(葡萄糖酸钠含量：15 mg/g)样品溶液，于20 ℃下放置0、24、48、72 h后依次采用本方法在优化条件下进行测定。结果显示，该样品溶液在72 h内稳定，葡萄糖酸钠的峰面积为初始值的95.5%。

2.4 线性范围及检出限

取“1.2”配制的0.5、1.0、10、20、50、100、200 mg·L-1的葡萄糖酸钠标准工作液，在优化色谱条件下测定。以葡萄糖酸钠的质量浓度(x，mg·L-1)为横坐标，对应峰面积(y)为纵坐标，绘制标准曲线。结果显示，葡萄糖酸钠在0.5～200 mg·L-1范围内呈良好的线性，线性方程为y=34.64x+29.47,r2=0.999 6。以3倍信噪比(S/N=3)计算得方法的检出限(LOD)为0.25 mg·L-1，以S/N=10计算得定量下限(LOQ)为0.63 mg·L-1。与已有文献报道[15]相比，线性范围提高约2个数量级，具有明显优势。