离子色谱法在检测标准中的应用现状及展望

◎ 郭龙伟，赵迎春，姜明俊，刘鹏飞，孙 雪，赵 晶，袁昕蓉

（沈阳市食品药品检验所，辽宁 沈阳 110000）

离子色谱法是由SMALL 等于1975 年发现的一种新型液相色谱技术，基于待测物质在离子色谱柱上的差别化升迁，从而对不同物质进行分离，再通过检测仪器对待测物质含量进行测定[1]。目前，离子色谱法已被广泛应用于食品检测、药品检测、化妆品检测、水质检测中，此外在农业、化工等领域也有较为广泛的应用[2-8]。食品和水质检测的主要依据为相关国家标准（GB）、行业标准（SN、NY）、地方标准（DB）及团体标准等，药品检测的主要依据为《中华人民共和国药典》，化妆品检测的主要依据为《化妆品安全技术规范》。本文主要分析了国家标准、行业标准及地方标准中离子色谱法在食品、药品、化妆品及水质4 个领域中的应用，并对其应用前景进行展望。

1 食品领域

离子色谱法在食品领域中主要应用于营养成分、添加剂、有害物质3 个方面的检测分析，具体如下。

1.1 营养成分

食品中的营养成分有糖类、氨基酸、维生素及有机酸等，其对人体的新陈代谢、维持人体的生命活动起着至关重要的作用，是不可缺少的营养物质[5]。食品检测标准中，离子色谱法主要应用于糖类、有机酸的检测。

针对食品中糖类的检测，已发布的检测标准有《蜂蜜中淀粉糖浆的测定 离子色谱法》（GB/T 21533—2008）、《食用菌中岩藻糖、阿糖醇、海藻糖、甘露醇、甘露糖、葡萄糖、半乳糖、核糖的测定 离子色谱法》（NY/T 2279—2012）、《食品中2-岩藻糖基乳糖的测定 离子色谱法》（T/CIFST 007—2022）。其中，国家标准GB/T 21533—2008 中建立了离子色谱-电导检测器法测定蜂蜜中果葡萄浆、麦芽糖浆、异麦芽糖浆、饴糖浆等淀粉糖浆的分析方法；行业标准NY/T 2279—2012 中建立了采用离子色谱-电导检测器法测定食用菌中岩藻糖、阿糖醇、海藻糖等糖类的方法；团体标准T/CIFST 007—2022 建立了离子色谱-脉冲安培检测器法测定婴幼儿配方食品、乳粉和特殊医学用途配方食品中2'-岩藻糖基乳糖的方法。有机酸检测方面，行业标准《水果蔬菜中有机酸和阴离子的测定离子色谱法》（NY/T 2277—2012）建立了离子色谱-电导捕获检测器法对水果蔬菜中有机酸进行测定。

1.2 食品添加剂

食品添加剂在食品加工中起着防腐或改善口味的作用，过量的食品添加剂会给人们的身体健康带来危害，有的甚至会导致细胞癌变[5]。目前，常用添加剂有防腐剂（如苯甲酸、山梨酸、亚硫酸盐等）、甜味剂（如甜味素、安赛蜜、糖精钠、甜蜜素等）、改色剂（如三聚磷酸钠等）以及酸味剂（如柠檬酸等）等。但相关研究表明摄入过量的食品添加剂，会对人体产生很多副作用并带来危害。例如，苯甲酸具有毒性，山梨酸具有致癌性，亚硫酸盐的过量摄入则会导致恶心、腹泻。因此，食品中添加剂的含量控制尤为重要，这也引起了相关监管部门的重视，相关检测标准也陆续被建立起来。

①防腐剂检测方面，行业标准《出口食品中亚硫酸盐的检测方法 离子色谱法》（SN/T 2918—2011）中建立了离子色谱-电导检测器法对出口食品白砂糖、果脯、虾肉、啤酒、葡萄、白萝卜中的亚硫酸盐进行测定；行业标准《出口食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定 离子色谱法》（SN/T 3151—2012）采用离子色谱-电导检测器法测定出口食品水果、蔬菜、鱼类、肉类、腌制品中亚硝酸盐和硝酸盐；行业标准《出口食品中硫酸盐的测定 离子色谱法》（SN/T 3636—2013）采用离子色谱法测定出口食品苹果、梨、混合果汁、浓缩苹果青汁、胡萝卜、甘蓝、羊肉、鸡肾、牛奶、奶粉、葡萄酒和啤酒中硫酸盐。②甜味剂检测方面，行业标准《出口食品中多种糖醇类甜味剂的测定 第1 部分：液相色谱串联质谱法和离子色谱法》（SN/T 3850.1—2014）采用离子色谱-脉冲安培检测器法测定出口食品原味发酵乳、胡椒粉、鱼丸、油炸小麻花、酱菜、冰棍、果冻、糕点、糖果以及巧克力中糖醇类甜味剂赤藓糖醇、异麦芽糖醇和麦芽糖醇等。③改良剂检测方面，国家标准《小麦粉中溴酸盐的测定 离子色谱法》（GB/T 20188—2006）建立了采用离子色谱-电导检测器法对改良剂中溴酸盐进行测定的方法，该改良剂主要用于小麦粉和小麦粉品质的改良。此外，团体标准《食品及食品添加剂中氟的测定 离子色谱法》（TNAIA 039—2021）中采用离子色谱法测定食品及食品添加剂中氟含量。

1.3 毒性物质

食品中有害成分包括非法添加剂、农药残留、有毒物质以及重金属离子等，可直接危害人体健康[5]。离子色谱法针对食品中有毒物质的检测标准主要集中在氟离子、溴酸盐、氯酸盐等方面。

行业标准《植物产品中氟的测定 离子色谱法》（NY/T 1374—2007）建立离子色谱-电导检测器法对植物产品中氟进行测定。行业标准《出口食品中氟化物、溴化物含量的测定 离子色谱法》（SN/T 4041—2014）建立了离子色谱-电导检测器法测定出口食品中氟化物、溴化物含量的方法。行业标准《出口面制品中溴酸盐的测定 柱后衍生离子色谱法》（SN/T 3138—2012）建立了柱后衍生离子色谱法测定溴酸盐的方法，该方法适用于出口面制品。地方标准《食品中亚氯酸盐和氯酸盐残留量的测定 离子色谱法》（DB37/T 3992—2020）采用离子色谱法测定青椒、苹果、鸡肉、龙利鱼肉食品中亚氯酸盐和氯酸盐残留量，其他食品可参照执行。行业标准《出口食品中氯酸盐的测定 离子色谱法》（SN/T 4049—2014）采用离子色谱法对出口食品中氯酸盐进行测定。地方标准《食品中硼酸及硼酸盐的测定 离子色谱法》（DB22/T 1810—2013）采用离子色谱法测定食品中硼酸及硼酸盐。此外，行业标准《食品接触材料 无机非金属材料 水模拟物中氟离子的测定 离子色谱法》（SN/T 3653—2013）还建立了离子色谱-数字型电导检测器法测定食品接触材料水模拟物中氟离子的方法。

2 药品领域

离子色谱法在药品检测中应用主要包括阴阳离子、有机酸、有机胺、抗生素、中药材有效成分测定及其元素测定、多糖类药物的定量检测。《中华人民共和国药典》作为药品检验工作的主要标准依据，从2010 版开始将离子色谱法收录其中，2015 版、2020 版则分别进行了离子色谱法检测药品品种的扩增。目前，离子色谱法在各版本药典中新增的药品品种、检验项目及检验方法中使用的色谱柱和检测器详见表1（2010版）[9]、表2（2015 版）[10]及表3（2020 版）[11]。

表1 2010 年版新增情况汇总表

表2 2015 版新增情况汇总表

表3 2020 年版新增情况汇总表

3 化妆品领域

化妆品检验检测主要包括禁限用组分、准用组分、理化检验、微生物学检验以及毒理学试验等。其检测及判定依据主要为《化妆品安全技术规范》（现行为2015 年版，以下简称《技术规范》）[12]。此外还有相关的国家标准（GB）、行业标准（SN）、地方标准（DB），在上述标准中离子色谱法均有应用。

3.1 《技术规范》中离子色谱法的应用

离子色谱法均分布于《技术规范》第四章中，分别为膏、霜、乳、液和粉类化妆品中乙醇胺、二乙醇胺、二甲胺、三乙醇胺及二乙胺5 种组分含量的测定；洗、护发及肤用化妆品中α-羟基酸（包括酒石酸、乙醇酸、苹果酸、乳酸和柠檬酸）含量的测定；头发烫卷剂或烫直剂、脱毛膏类化妆品中巯基乙酸含量的测定[12]。检验项目、检验方法中使用的色谱柱和检测器详见表4。

表4 《技术规范》离子色谱法的新增应用表

3.2 其他标准中离子色谱法的应用

在化妆品检测领域，离子色谱法除在《技术规范》中应用外，在《化妆品中亚硝酸盐的测定 离子色谱法》（GB/T 24800.13—2009）中的应用主要为皮肤护理类化妆品中亚硝酸盐的测定，乳液类、水剂类、洗面奶类和面膜类化妆品中禁用物质丁卡因及其盐类的测定参考《化妆品中禁用物质丁卡因及其盐类的测定 离子色谱法》（GB/T 40895—2021）。行业标准中的应用主要为进出口牙膏、漱口水、白牙素、口气清新剂等化妆品中氟的测定（SN/T 3608—2013），护发类化妆品和皂类产品中的羟乙磷酸及其盐类的测定（SN/T 4392—2015）。地方标准中的应用主要为化妆品中硼酸及硼酸盐（以硼酸计）的测定（DB22/T 1809—2013）。

4 水质检测

水质检测是环境监测的主要内容之一，其检测项目可分为温度、色度、电导率、悬浮物、溶解氧等可反映水质状况的综合指标，以及酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等有毒物质。

离子色谱法可实现对水体中无机阴离子、阳离子的检测分析，如国家环境保护标准《水质 无机阴离子的测定 离子色谱法》（HJ 84—2016）采用离子色谱-电导检测器（阴离子抑制器）法对水中无机阴离子进行测定；国家环境保护标准《水质 可溶性阳离子（Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+、Mg2+）的测定 离子色谱法》（HJ 812—2016）建立了离子色谱-电导检测器（阳离子抑制器）法测定水质可溶性阳离子的测定方法。

已发布的离子色谱法相关检验标准中已较为完整地建立了地下水、再生水、工业循环冷却水等水质分析的检验标准。①地下水质。国家地质矿产行业标准《地下水质分析方法 第28 部分：钾、钠、锂和铵量的测定 离子色谱法》（DZ/T 0064.28—2021）采用离子色谱法对地下水质中钾、钠、锂和铵量进行测定；《地下水质分析方法第51 部分：氯化物、氟化物、溴化物、硝酸盐和硫酸盐的测定离子色谱法》（DZ/T 0064.51—2021）中采用离子色谱法对氯化物、氟化物、溴化物、硝酸盐和硫酸盐进行测定。②再生水水质。国家标准《再生水水质 硫化物和氰化物的测定 离子色谱法》（GB/T 37907—2019）采用离子色谱法对再生水水质中硫化物和氰化物进行测定；《再生水水质 氟、氯、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根的测定 离子色谱法》（GB/T 39305—2020）采用了离子色谱法对再生水水质中氟、氯、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根进行测定。③工业循环冷却水。《工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子的测定 离子色谱法》（GB/T 15454—2009）中采用离子色谱法对工业循环冷却水中钠、铵、钾、镁和钙离子进行测定；《工业循环冷却水及锅炉水中氟、氯、磷酸根、亚硝酸根、硝酸根和硫酸根的测定 离子色谱法》（GB/T 14642—1993）采用离子色谱法对工业循环冷却水及锅炉水中氟、氯、磷酸根、亚硝酸根、硝酸根和硫酸根进行测定。

5 结语

从1975 年至今，离子色谱法已有几十年的历史，应用范围从简单的阴阳离子检测扩展到了有机酸、糖类、氨基酸等方面的检测，涉及的领域也逐渐扩展到了食品、药品、化妆品及水质领域[13]。目前，离子色谱法在食品、水质领域的检测标准已经逐渐成熟并形成了体系，但在药品和化妆品领域的检测标准的建立还较少，且未能得到全面的开发。加快离子色谱法的发展，逐渐扩展及完善其在药品和化妆品领域的检测标准是急需解决的问题。此外，还可将离子色谱仪器与质谱、原子荧光等仪器进行串联，以达到更好的检测效果，使其在检测领域充分发挥出自身作用。