離子色譜范文
時(shí)間：2023-03-21 23:03:37
導(dǎo)語：如何才能寫好一篇離子色譜，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
離子色譜標(biāo)準(zhǔn)溶液是滴定分析中必須使用的，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量濃度和滴定中消耗的體積來計(jì)算待測(cè)物質(zhì)的含量，因此離子色譜標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度是否準(zhǔn)確是影響滴定分析結(jié)果準(zhǔn)確度的主要因素之一。
配制離子色譜標(biāo)準(zhǔn)溶液有兩種方法:
第一，直接法。準(zhǔn)確稱取一定量的物質(zhì)，溶解后定量地轉(zhuǎn)移到容量瓶中，稀釋至刻度搖勻，根據(jù)稱取物質(zhì)的質(zhì)量和容量瓶的體積計(jì)算出該離子色譜標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度，這種離子色譜標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)應(yīng)具備下列條件：
1、純度高，通常雜質(zhì)含量應(yīng)小于百分之0.01，主品位大于百分
（來源：文章屋網(wǎng) ）
篇2
【關(guān)鍵詞】離子色譜；環(huán)境監(jiān)測(cè)
近些年來，我國(guó)環(huán)境科學(xué)研究工作發(fā)展非常迅猛，使分析與測(cè)試內(nèi)容在逐漸增多，同時(shí)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)分析相關(guān)技術(shù)要求也在不斷提高。因?yàn)榄h(huán)境樣品具備種類繁多與成分復(fù)雜和不穩(wěn)定性等諸多特點(diǎn)，以往利用的經(jīng)典分析方式無法快速與準(zhǔn)確地獲取結(jié)果，特別是對(duì)陰離子的測(cè)定沒有理想的方法。所以，一定要?jiǎng)?chuàng)建快速與靈敏以及準(zhǔn)確的相關(guān)測(cè)試技術(shù)。而離子色譜技術(shù)是一項(xiàng)新型分析技術(shù)，其在問世以來發(fā)展非常迅速。尤其是對(duì)陰離子的分析形式是一個(gè)突破，其擁有操作簡(jiǎn)單與靈敏度高以及選擇性好等特點(diǎn)，因此被廣泛運(yùn)用在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，并且發(fā)揮著非常重要的作用。
1 離子色譜技術(shù)概述
離子色譜技術(shù)作為一項(xiàng)液體色譜技術(shù)，主要利用離子交換樹脂形式的填充分離柱和電化學(xué)或是光學(xué)檢測(cè)儀器，對(duì)陰陽離子進(jìn)行分離與檢測(cè)，該結(jié)構(gòu)如圖1所示。
分離柱作為離子色譜的核心，性質(zhì)不一樣的填料柱決定著不一樣的分離方式。其中離子色譜主要包括高效離子色譜與離子排斥色譜以及流動(dòng)相離子色譜。而高效離子色譜作為色譜中比較重要的分離方式，利用容量比較低的交換樹脂作為柱填料，其中分離原理是進(jìn)行離子交換其比較適合用在親水性陰、陽離子方面的分離與測(cè)定。另外離子排斥色譜主要在離子排斥原理基礎(chǔ)上，利用容量比較高的離子交換樹脂，用在有機(jī)酸與醇類的分離，還可以從有機(jī)物里面分離出無機(jī)組分。檢測(cè)器分成電化學(xué)與光化學(xué)兩個(gè)種類，其中電化學(xué)檢測(cè)儀器包含電導(dǎo)與安培檢測(cè)儀器，而電導(dǎo)檢測(cè)儀器是離子色譜技術(shù)中最重要與最常運(yùn)用的監(jiān)測(cè)儀器；光學(xué)檢測(cè)儀器包含了紫外可見光與熒光檢測(cè)儀器兩個(gè)種類，其中紫外可見光主要是對(duì)金屬離子進(jìn)行檢測(cè)，而熒光檢測(cè)器通常是對(duì)氨基酸等相關(guān)離子進(jìn)行檢測(cè)，主要是把分離之后的所有離子或是物質(zhì)量能轉(zhuǎn)變成信號(hào)從而記錄下來進(jìn)行分析。
2 離子色譜技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)中的運(yùn)用
2.1 離子色譜技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用
在大氣環(huán)境檢測(cè)中，離子色譜技術(shù)可以檢測(cè)的離子或是分子主要有氟離子與氯離子以及二氧化碳和二氧化硫等，而二氧化硫與含氮分子是最為常規(guī)的檢測(cè)工作。離子色譜技術(shù)的主要操作方式是首先將獲取的樣品融合在堿性溶液中，之后再進(jìn)行相關(guān)處理。另外，離子色譜技術(shù)在測(cè)定大氣中氣體污染物主要含量的運(yùn)用也比較普遍。例如，相關(guān)工作人員運(yùn)用DX――120式的離子色譜儀器，對(duì)磷肥生產(chǎn)時(shí)大氣污染物含有的氟化氫進(jìn)行測(cè)定；應(yīng)用離子色譜技術(shù)對(duì)固體廢物飛灰含有的氯離子進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)下相關(guān)研究人員還制定了應(yīng)用離子色譜技術(shù)對(duì)工作區(qū)域中空氣中含有磷酸進(jìn)行測(cè)定的方案，還制定了應(yīng)用離子色譜技術(shù)對(duì)工作區(qū)域中硫酸含量進(jìn)行測(cè)定的方案。除此之外，離子色譜技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)普遍用在對(duì)大氣環(huán)境顆粒物中含有的離子進(jìn)行分析。離子色譜技術(shù)在大氣環(huán)境中酸雨檢測(cè)的運(yùn)用如圖2所示。
2.2 離子色譜技術(shù)在水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用
近幾年來，離子色譜技術(shù)已經(jīng)普遍用在地下水與地面水以及工業(yè)廢水和生活用水等多方面樣品的分析。而離子色譜技術(shù)和以往的濕化學(xué)法相比較，在測(cè)試分析過程中樣品僅僅需要通過稀釋與過濾等相關(guān)簡(jiǎn)單前期處理，在一次進(jìn)樣中就可以測(cè)定很多種陰離子或者是陽離子，并且不需要運(yùn)用毒試劑，這樣就不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境出現(xiàn)二次污染。該種方法檢測(cè)的最低標(biāo)準(zhǔn)通常是mg/L，如果利用富集方式可以達(dá)到μg/L，同時(shí)具備非常高的準(zhǔn)確度，并且誤差通常小于5%。水質(zhì)環(huán)境中通常需要檢測(cè)的項(xiàng)目有氟化物與氯化物以及硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮等多種，經(jīng)過制定大量項(xiàng)目的混合應(yīng)用液，在繪制非常標(biāo)準(zhǔn)的曲線，通常能夠在15分鐘左右就能對(duì)許多的離子定量進(jìn)行分析，同時(shí)在一定程度上提升了對(duì)地表水項(xiàng)目的分析效率。除此之外，離子色譜技術(shù)還可以運(yùn)用在工業(yè)廢水中對(duì)氰化物與重金屬離子以及多聚磷酸鹽等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。工業(yè)廢水中離子色譜技術(shù)的運(yùn)用如圖3所示。
2.3 離子色譜技術(shù)在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中的運(yùn)用
離子色譜技術(shù)可以對(duì)土壤提取液與生物體消解液進(jìn)行測(cè)定。而土壤中主要包含鈣離子與鎂離子以及鈉離子和鉀離子等，生物體中主要包含氟離子與氯離子等。離子色譜技術(shù)的運(yùn)用能夠解決以往GC 和 HPLC無法解決的問題。
3 結(jié)束語
離子色譜技術(shù)已經(jīng)比較成熟，其在環(huán)境監(jiān)測(cè)中擁有的地位逐漸突出。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，離子色譜技術(shù)的理論與技術(shù)也會(huì)逐漸完善，新的檢測(cè)方法將會(huì)在一定程度上拓展離子色譜的利用范圍，其具有非常好的發(fā)展與運(yùn)用前景。
參考文獻(xiàn)：
[1]趙嘉欣.離子色譜法――污水檢測(cè)[J].分析化學(xué)儀器，2012（12）.
篇3
【關(guān)鍵詞】離子色譜法；同時(shí)測(cè)定；十種離子
【中圖分類號(hào)】R12 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1004-7484（2014）01-0246-02
近年來，隨著人們對(duì)健康關(guān)注度的增加，飲用水安全問題成為一個(gè)熱門的話題。人們不僅對(duì)飲用水中常見污染物的危害進(jìn)行了深入的研究，而且隨著水處理技術(shù)的發(fā)展，對(duì)水處理中產(chǎn)生的各類消毒副產(chǎn)物的研究也正在興起。天然水休中含有大量的氟離子、氯離子、亞硝酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽等常見的陰離子和少量的溴離子，這些離子對(duì)人體具有毒害作用或潛在的影響。由于環(huán)境污染的加劇，各國(guó)普遍將飲用水進(jìn)行深度處理，氯消毒法、臭氧消毒法、氯胺消毒法和二氧化氧消毒法等是常用的消毒方法。然而研究表明由于在消毒過程中由于消毒劑與水體中的一些天然有機(jī)物和離子反應(yīng)生成新的對(duì)人體健康不利的消毒副產(chǎn)物（DBPS）。其中臭氧消毒雖不會(huì)產(chǎn)生氯化的DBPS，可大量減少水中致突變的物質(zhì)，但同樣會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物【1】。特別是，如果原水中含有溴離子，在臭氧的氧化作用下，生成溴酸鹽，同時(shí)水體中氯離子也有可能被氧化為亞氯酸鹽和氯酸鹽。溴酸鹽被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2B級(jí)的潛在致癌物；離子色譜法是測(cè)定水中無機(jī)陰離子的首推方法。可以同時(shí)分析多種組分，樣品前處理簡(jiǎn)單，測(cè)定快速、準(zhǔn)確、靈敏度高，因而得到了廣泛的應(yīng)用。出于水體中的溴酸鹽非常低，對(duì)水中的溴酸鹽，采用柱后衍生離子色譜法和離子色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜法，方法的檢測(cè)限雖達(dá)0.3-0.5u g/l，但操作復(fù)雜無法實(shí)現(xiàn)多離子同時(shí)測(cè)定【2】。本文具有選擇性好、測(cè)定準(zhǔn)確和靈敏高等突出優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于原水分析及水處理工藝水，出廠水等實(shí)際樣品測(cè)定，結(jié)果令人滿意。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1儀器與試劑 DIONEX，ICS-900；EGCⅡKOH 淋洗液自動(dòng)發(fā)生器；Chromelon色譜工作站；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心購買。使用前稀釋成所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。
1.2色譜條件 分離柱：Dionex IonPac AS19 4×250mm ；保護(hù)柱：Dionex Ionpac AG 19 4×50mm ；抑制器：ASRS 300 4mm ；電導(dǎo)檢測(cè)器；淋洗液KOH濃度：2.00mmol；淋洗液流速1.0 mL/min；定量環(huán)為500uL，抑制器電流112mA，分析時(shí)間32分鐘。
1.3樣品處理方法 水樣采集后立即置于聚乙烯瓶中，于4℃下避光密閉保存，盡快分析測(cè)定。潔凈樣品可直接進(jìn)樣分析，渾濁水樣必須經(jīng)離心處理或經(jīng)0.45微米水系濾膜過濾后方可進(jìn)樣，高含量樣品可適當(dāng)稀釋后進(jìn)樣。為防止亞氯酸鹽被氧化，可在樣品中加入適量的乙二膠并且避光保存在4℃的冰箱內(nèi)，一周內(nèi)分析。
2 結(jié)果
2.1色譜條件的選擇優(yōu)化
通過選擇比較Na2C03+NaHC03和KOH淋洗液體系，發(fā)現(xiàn)Na2C03+NaHC03淋洗液體系中的Cl-和C102-會(huì)嚴(yán)重干擾Br03-的測(cè)定，而KOH 淋洗液體系能夠很好的分離十種離子，F(xiàn)-，C102-，Cl03-，CI-，BrO3-，Br-，N02-，N03-， S042-，H2P043-十種離子完全分離，各離子的分離度大于1，且樣品在32分鐘內(nèi)分析完畢.
2.2 檢出限和線性范圍
10種離子的檢出限低（0.35～1.78），線性關(guān)系好（相關(guān)系數(shù)0.9988～0.9998）。
2.3 實(shí)際樣品測(cè)定
我們對(duì)6批76個(gè)水樣，包括地表水、臭氧消毒工藝實(shí)驗(yàn)水、人工合成水樣中的十種陰離子進(jìn)行測(cè)定，回收率在范圍88.6-96.4%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.54-4.21%。
3 小結(jié)
通過對(duì)各類實(shí)際水樣的測(cè)定，本方法可以同時(shí)進(jìn)樣快速、準(zhǔn)確地測(cè)定水中不同濃度范圍F-，C102-，Cl03-，CI-，BrO3-；，Br-，N02-，N03-，S042-，H2P043-十種陰離子，方法檢出限低、靈敏度高、線性范圍廣、操作簡(jiǎn)便，可應(yīng)用于原水分析及水處理工藝水，出廠水等實(shí)際樣品測(cè)定，結(jié)果令人滿意。
參考文獻(xiàn)：
篇4
關(guān)鍵詞 離子色譜 飲用水 陰離子 消毒副產(chǎn)物
前 言
《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749-2006中明確規(guī)定2種消毒副產(chǎn)物氯酸根離子（ClO3-）、亞氯酸根離子（ClO2-）[1]和4種常見陰離子氟離子（F-）、氯離子（Cl-）、硫酸根離子（SO42-）、硝酸根離子（NO3-）的限量指標(biāo)[2]；溴離子（Br-）、亞硝酸根離子（NO2-）屬于有毒有害高危離子，直接影響人體健康[3] ；磷酸根離子（PO43-）作為生活飲用水中的常見離子，濃度過高，會(huì)影響水質(zhì)。以上9種陰離子含量的檢測(cè)方法在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都有介紹。常規(guī)陰離子檢測(cè)方法包括氟電極法、化學(xué)滴定法和分光光度法[4～6]在內(nèi)的傳統(tǒng)檢測(cè)方法和離子色譜法，傳統(tǒng)檢測(cè)方法存在著操作步驟繁瑣、費(fèi)時(shí)，靈敏度低，重現(xiàn)性差等缺點(diǎn)；離子色譜法是利用離子交換原理對(duì)多種陰、陽離子進(jìn)行定性和定量分析的一種儀器分析方法，與傳統(tǒng)方法比較有很多優(yōu)點(diǎn)。本文采用電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)[7，8]，使用自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣，一次性同時(shí)測(cè)定9種陰離子，降低工作量，節(jié)約了成本，提高檢測(cè)靈敏度和穩(wěn)定性，得到較為滿意的結(jié)果。
1 材料與方法
1.1 儀器
Dionex ICS-3000離子色譜儀（戴安），CDet1電導(dǎo)檢測(cè)器；陰離子抑制器Dionex ASRS-4 mm，chromeleon 6.4色譜工作站、微孔濾膜Ф 0.22 mm（水性） 。
1.2 試劑與材料
1.2.1 超純水 電阻率為18.2 MΩ/cm2。
1.2.2 氟離子、氯離子、硝酸根、亞硝酸根、溴離子、硫酸根離子、磷酸根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液由國(guó)家標(biāo)物中心提供；亞氯酸鹽、氯酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液由農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所提供。
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)系列 分別量取適量氟離子、氯離子、硝酸根、亞硝酸根、溴離子、硫酸根離子、磷酸根離子、亞氯酸鹽、氯酸鹽用超純水定容至50 mL，依次配成5個(gè)不同濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)系列。
1.3 色譜條件
色譜柱：Ionpac AS 9陰離子交換柱（250 mm ×4 mm），AG 9保護(hù)柱；
淋洗液：8.0 mmol/L Na2CO3；流速：1.0 mL/min；抑制器抑制模式：外接純水模式；
進(jìn)樣體積： 100 mL；
柱溫箱溫度：30 ℃，電導(dǎo)檢測(cè)池溫度：35 ℃。
1.4 樣品測(cè)定
取水樣直接經(jīng)0.22 mm微孔濾膜過濾后進(jìn)樣。
2 結(jié)果與討論
2.1 柱溫的影響
以經(jīng)適當(dāng)稀釋的9 種離子混合標(biāo)準(zhǔn)溶液為分離對(duì)象，淋洗液為 8.0 mmol/L Na2CO3，在30～40℃之間改變柱溫進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)35℃時(shí)各組分分離效果最好。
2.2 淋洗液濃度的影響
本實(shí)驗(yàn)通過改變不同濃度的碳酸鈉溶液淋洗液在35℃下進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)隨碳酸鈉溶液濃度的增加各類陰離子的保留時(shí)間相應(yīng)縮短。但淋洗液濃度過低運(yùn)行時(shí)間太長(zhǎng)，且峰形較寬。所以經(jīng)實(shí)驗(yàn)淋洗液濃度最終選用8.0 mmol/L Na2CO3。圖1 是混合標(biāo)準(zhǔn)品的色譜分離圖，由圖1 可見9種離子的分離效果良好。
圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜圖
2.3 工作曲線和最低檢測(cè)濃度
配制7種陰離子和2種消毒副產(chǎn)物的標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后用逐步稀釋法配制出這9種物質(zhì)的5份混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定的色譜條件下測(cè)量峰面積，以峰面積（s）為橫坐標(biāo)，質(zhì)量濃度（C）為縱坐標(biāo)進(jìn)行回歸分析，3倍的信噪比計(jì)算出最低檢出限，9種物質(zhì)的回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限如表1所示，從表1中可以看出線性關(guān)系較好，方法中各物質(zhì)檢測(cè)的靈敏度較高，滿足水質(zhì)的檢驗(yàn)要求。
2.4 方法的準(zhǔn)確度和精密度
由于試驗(yàn)中所用水樣僅存在部分離子，所以對(duì)水樣中沒有的離子加入一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并從中取6份制備好的水樣作為平行樣分別測(cè)定，以峰面積定量計(jì)算出RSD%（表2），可見氟離子RSD為0.3 %、氯離子RSD為0.5 %、硝酸根RSD為2.6 %、亞硝酸根RSD為3.0 %、溴離子RSD為3.5 %、硫酸根離子RSD為0.6 %、磷酸根離子RSD為4.6 %、亞氯酸鹽RSD 1.2 %、氯酸鹽RSD 4.3 %，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD均小于5 %。
2.5 加標(biāo)回收率
取一定量飲用水加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)樣如表3所示，測(cè)得這9種物質(zhì)的加標(biāo)回收率均在90 %～105 %之間。
2.6 樣品色譜圖分析
如圖2、圖3分別為飲用水中加入9種混和標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖和飲用水樣品離子色譜圖，從峰形上可見所要測(cè)定的9種離子峰形較好，無其他離子干擾。
圖2 飲用水加標(biāo)色譜圖
圖3 飲用水樣品色譜圖
3 結(jié)論
本實(shí)驗(yàn)以8 mmol/L碳酸鈉作為淋洗液，同時(shí)分離和測(cè)定了飲用水中七種陰離子和2種消毒副產(chǎn)物，線性關(guān)系良好，檢出限低，回收率均在90%～105%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）小于5 %，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8538-2008、GB/T 5750-2006中亞硝酸鹽需采用紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定比較，本方法能同時(shí)測(cè)定9種離子，不僅縮短檢驗(yàn)時(shí)間，提高檢驗(yàn)效率，而且降低了消耗試劑成本。
參考文獻(xiàn)
[1] 黎華壽，張修玉，姜春曉.氯酸鹽生態(tài)毒理研究進(jìn)展[J].生態(tài)學(xué)雜志，2005，24（11）：1323-1328.
[2] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB5749-2006 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.2007.
[3] 王麗， 黃君禮.二氧化氯、亞氯酸鹽和氯酸鹽水溶液的致突變性[J].環(huán)境化學(xué)，2002，7（4）：412-413.
[4] 牟世芬，劉開錄.離子色譜[M].北京：科學(xué)出版社.1986.
[5] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T8538-2008 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.2009.
[6] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T5750-2006 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.2007.
篇5
用離子色譜法測(cè)定工業(yè)廢水中醋酸，醋酸檢出限為0.01mg/L，方法簡(jiǎn)便快速，準(zhǔn)確度高。對(duì)實(shí)際廢水樣品進(jìn)行分析，醋酸的加標(biāo)回收率為94.0%～103.5%。
關(guān)鍵詞
離子色譜法；工業(yè)廢水；醋酸
醋酸也叫乙酸，是1種有機(jī)一元酸，為食醋主要成分。醋酸是大宗化工產(chǎn)品，是最重要的有機(jī)酸之一，主要用于生產(chǎn)乙酸乙烯、乙酐、乙酸酯和乙酸纖維素等，在食品工業(yè)中用作酸化劑，增香劑和香料。醋酸易溶于水，對(duì)環(huán)境有危害，可對(duì)水體造成污染。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，水中醋酸的測(cè)定一般采用氣相色譜法、高效液相色譜法等，但方法前處理復(fù)雜且儀器成本高［1］。本文利用離子色譜電導(dǎo)檢測(cè)法檢測(cè)工業(yè)廢水中醋酸，方法簡(jiǎn)單、靈敏、抗干擾能力強(qiáng)，完全能滿足廢水分析要求。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1儀器和試劑DionexICS-900型離子色譜儀，附帶電導(dǎo)檢測(cè)器；艾科浦純化水機(jī)；優(yōu)級(jí)純NaHCO3和Na2CO3；1000mg/L醋酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（上海安譜實(shí)驗(yàn)科技有限公司）；本實(shí)驗(yàn)所用溶液均用電阻率為18.3mΩ•cm超純水配制。
1.2色譜條件IonPacAS23分離柱；AG23保護(hù)柱；ASRS300-4自動(dòng)再生抑制器；淋洗液為4.5mmol的Na2CO3和0.8mmol的NaH-CO3混合溶液；流速1.0mL/min；抑制電流25mA；進(jìn)樣量為10μL。
1.3樣品處理樣品、吸收液、淋洗液均用0.45μm微孔濾膜過濾，分析前置于冰箱冷藏室中保存?zhèn)溆茫I(yè)廢水中醋酸濃度較高時(shí)，必須稀釋后測(cè)定［2］。用水稀釋樣品，出現(xiàn)一個(gè)很大的水的負(fù)峰，影響醋酸的定量分析。本文采用加入淋洗液儲(chǔ)備液，使樣品稀釋后Na2CO3和NaHCO3溶液濃度與淋洗液濃度保持一致。
2結(jié)果與討論
2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線和方法檢出限用移液管移取10mL1000mg/L醋酸標(biāo)準(zhǔn)溶液至100mL容量瓶，用超純水定容于標(biāo)線配成100mg/L醋酸中間溶液。從標(biāo)準(zhǔn)中間液移取0.00，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0mL用超純水定容于100mL容量瓶配成系列標(biāo)準(zhǔn)液，醋酸標(biāo)準(zhǔn)使用液的濃度為0.00，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0mg/L。標(biāo)準(zhǔn)使用液經(jīng)1.3步驟預(yù)處理后，注入到離子色譜儀中測(cè)定，以醋酸濃度對(duì)色譜峰高響應(yīng)值進(jìn)行線性回歸，醋酸回歸方程為Y=0.0417x+0.02，r=0.9993。按照樣品分析的全部步驟，連續(xù)分析7個(gè)低濃度樣品，計(jì)算測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差SD為0.0038mg/L。由方法檢出限MDL=SD•t（n-1，0.99）來計(jì)算，式中t（n-1，0.99）為置信度99%、自由度為6時(shí)的t值為3.143，SD表示7次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差［3］，結(jié)果表明，醋酸的檢出限為0.01mg/L。
2.2實(shí)驗(yàn)條件的選擇要準(zhǔn)確分析水中醋酸的濃度，選擇合適的分離柱子至關(guān)重要。本文選用對(duì)醋酸有較高的靈敏度、較低檢出限的Ion-PacAS23陰離子分析柱，該柱是一款碳酸鹽體系、高容量陰離子交換色譜柱，適用于分析無機(jī)陰離子和鹵氧化物。分析低濃度樣品時(shí)，淋洗液流速慢，檢出靈敏度高，分離效果好，但分析時(shí)間較長(zhǎng)；淋洗液流速快，分析時(shí)間短，但檢出靈敏度低，分離效果不好，因此本文選用淋洗液流速為1.0mL/min，測(cè)定醋酸時(shí)各離子分析效果較好。
2.3實(shí)際水樣的測(cè)定對(duì)于實(shí)際的醋酸生產(chǎn)廢水，醋酸含量一般遠(yuǎn)高于常規(guī)無機(jī)陰離子和其他有機(jī)陰離子，在經(jīng)過幾百甚至上千倍的稀釋后進(jìn)行分析，醋酸的測(cè)定不會(huì)受到其它陰離子干擾，色譜圖見圖1。
2.4精密度取2.00mg/L醋酸標(biāo)準(zhǔn)液重復(fù)進(jìn)樣7次，對(duì)樣品進(jìn)行精密度的測(cè)定，由表1可見醋酸相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.12%，方法重現(xiàn)性較好，符合分析測(cè)試質(zhì)量控制要求。
2.5加標(biāo)回收率試驗(yàn)準(zhǔn)確取2份去離子水和2份稀釋后化工廢水樣品，添加醋酸貯備液配置加標(biāo)溶液，樣品和加標(biāo)液經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)離子色譜分析，測(cè)得醋酸加標(biāo)回收率為94.0%～103.5%。見表2。
3結(jié)論
本文建立了離子色譜法測(cè)定化工廢水中醋酸的方法，與氣相色譜法相比，減少了有機(jī)試劑的使用，提高了工作效率。本方法具有操作簡(jiǎn)便快速、靈敏度高、受其他因素干擾小等優(yōu)點(diǎn)，適用于工業(yè)廢水中醋酸的監(jiān)測(cè)。
參考文獻(xiàn)
1張?jiān)缕迹w磊.填充柱氣相色譜法快速測(cè)定發(fā)酵廢水提取物中丙/乙酸含量.分析試驗(yàn)室，2009，10
2國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第4版）.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002
篇6
關(guān)鍵詞：離子色譜 降雪 降雨 陰離子
中圖分類號(hào)：F205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）01（a）-00-02
降水監(jiān)測(cè)的目的是準(zhǔn)確、及時(shí)地了解全國(guó)或某一個(gè)區(qū)域的酸雨污染現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，確定酸雨污染的范圍和程度。掌握其主要污染組分和特征，為控制酸雨污染提供科學(xué)依據(jù)。降水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中陰離子主要有F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-等[1]，通常用重量法、比色法、電極法和離子交換色譜法測(cè)定，以上方法操作繁瑣，干擾消除困難，準(zhǔn)確度不高[2]。
離子色譜目前已成為分析化學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展最快的分析方法之一，具有操作簡(jiǎn)單、快速、選擇性好、以及靈敏度高，能同時(shí)測(cè)定多組分的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于食品安全，大氣監(jiān)測(cè)，水質(zhì)控制，藥物分析等方面。
離子色譜目前已成為陰離子的首選方法[3]。該文采用ICS-2000離子色譜/電導(dǎo)檢測(cè)器方式，對(duì)降雪和降雨中的陰離子進(jìn)行研究，建立了用離子色譜儀對(duì)降雪和降雨中五種無機(jī)陰離子檢測(cè)方法。
1 材料與方法
1.1 材料
儀器：Dionex公司ICS-2000離子色譜儀，配EG40電導(dǎo)檢測(cè)器和Chromeleon色譜工作站，AS自動(dòng)進(jìn)樣器，KOH自動(dòng)淋洗液裝置（EGC-Ⅱ-KOH）；梅特勒-托利多XS分析天平；60 mm 0.2 ?m水性濾膜；ELGA超純水機(jī)；干燥箱，聚乙烯塑料桶，聚乙烯塑料容器。試劑：氟化鈉（優(yōu)級(jí)純），氯化鈉（優(yōu)級(jí)純），亞硝酸鈉（優(yōu)級(jí)純），硝酸鈉（優(yōu)級(jí)純），硫酸鉀（優(yōu)級(jí)純）；分析和測(cè)定用水均為超純水（電阻率≥18.2 mΩ?cm）；標(biāo)準(zhǔn)樣品：F-保證值為0.524±0.051 mg/L，Cl-保證值為5.02±0.27 mg/L，NO2-保證值為0.307±0.020 mg/L，NO3-保證值為9.0±0.31 mg/L。
1.2 離子色譜分析條件
分析條件：Dionex IonPac AS19分析柱+AG19保護(hù)柱；抑制器ASRS 300，4 mm；抑制器電流50 mA；抑制模式：自循環(huán)再生；流速：1 ml/min；
樣品進(jìn)樣體積（定量環(huán)）：100?l；檢測(cè)器：Dionex電導(dǎo)檢測(cè)器；柱溫：30 ℃；電導(dǎo)池溫度：35 ℃，淋洗液：氫氧化鉀自動(dòng)淋洗液，梯度淋洗程序?yàn)?～11 min，氫氧化鉀濃度為4 mmol/L；11.1～20 min，氫氧化鉀濃度為10 mmol/L；20.1～42 min，氫氧化鉀濃度為20 mmol/L；分析時(shí)間：42 min。用外標(biāo)法以峰面積定量。
1.3 樣品實(shí)驗(yàn)
按照國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì)編制的《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版增補(bǔ)版）中的采樣點(diǎn)布置、降水采樣及保存與處理，對(duì)本市的冬季和夏季的降水中采集降雪和降雨樣品，每個(gè)樣品測(cè)定2次平行進(jìn)樣，取平均值計(jì)算。
1.4 樣品的采集與前處理[1]
樣品的采集，降水樣品采用手工方法采集，采點(diǎn)設(shè)在四樓樓頂，雨水樣品采集使用聚乙烯塑料桶，上口直徑30 cm，高度≥30 cm，雪水樣品采集使用聚乙烯塑料容器，上口直徑>50 cm，高度≥50 cm。
雪水樣品采集后放置實(shí)驗(yàn)室內(nèi)待其自然融化完全后，樣品過60 mm 0.2 ?m水性濾膜過濾，除去降水中塵埃顆粒物、微生物體。雨水樣品采集后直接過60 mm 0.2 ?m水性濾膜過濾，除去降水中塵埃顆粒物、微生物體。
2 結(jié)果與分析
2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線
分別稱取氟化鈉（105 ℃烘2h）2.2100 g、氯化鈉（105 ℃烘2h）1.6485 g、亞硝酸鈉（干燥2h）1.4997 g、
硝酸鈉（105 ℃烘2 h）1.3780 g、硫酸鉀（105 ℃烘2 h）1.8142，用高純水定容至1000 ml，配置濃度為1000 mg/L的F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-單個(gè)溶液標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液[1]。最終配置F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-含量分別為0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、2.0、5.0、8.0、10.0、20、25 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，進(jìn)行色譜分析，以濃度（y）對(duì)峰面積（x）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)[4]；分別取濃度為0.1 mg/L、5.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)測(cè)定11次，得出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差；以2倍信噪比計(jì)算的最小檢出濃度[5]。線性方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差見表1。
結(jié)果表明，各離子標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程相關(guān)系數(shù)r均>0.999，檢出限均≤0.0011 mg?L-，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.352%～0.921%之間。說明該方法靈敏度高，精密度好。
2.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品分析
通過分析F-、Cl-、NO2-、NO3-標(biāo)準(zhǔn)樣品，分析準(zhǔn)確度。標(biāo)準(zhǔn)樣品中F-測(cè)定值為0.5125 mg/L；Cl- 5.1007 mg/L；NO2-測(cè)定值為0.2998 mg/L；NO3-測(cè)定值為9.1989 mg/L。標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定值均在保證值范圍內(nèi)，表明分析的準(zhǔn)確
度高。
2.3 回收率[6]
為了驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性，測(cè)定降雪和降雨原樣及加標(biāo)樣的五種離子含量，抽取原樣加標(biāo)樣按1.4處理后對(duì)五種陰離子含量進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算測(cè)定結(jié)果的平均值和平均回收率，大氣降雪和降雨五種陰離子加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2知實(shí)樣加標(biāo)回收率為96.89～100.91%，結(jié)果表明方法的準(zhǔn)確度較高。
3 結(jié)語
采用ICS-2000離子色譜/電導(dǎo)檢測(cè)器方式，同時(shí)檢測(cè)降雨和降雪中F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-五種陰離子含量。該方法各離子標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程相關(guān)系數(shù)r均>0.999，檢出限均≤0.0011 mg?L-1，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.352 %～0.921%之間；標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定值均在保證值范圍內(nèi)，說明該方法快速、靈敏、準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)便易推廣。
參考文獻(xiàn)
[1] 空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法.4版（增補(bǔ)版）.國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì)，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，284-295.
[2] 謝顯珍，黃蘭芳，謝建偉，等.離子色譜法測(cè)定大氣降雨中的陰離子[J]，光譜實(shí)驗(yàn)室，2011，28（3）：1272-1275.
[3] 張寧.離子色譜法對(duì)氣溶膠中水溶性離子的分析和應(yīng)用研究進(jìn)展[M].首屆中國(guó)中西部地區(qū)色譜學(xué)術(shù)交流會(huì)，2006.
[4] 袁英賢，張巖.離子色譜法測(cè)定降水中鉀、鈉、銨[J].平頂山工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，11（4）：44-45.
篇7
關(guān)鍵詞:離子色譜法；勻漿法提取；煙草；糖
中圖分類號(hào):O658
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-8513(2010)01-0043-03
Determination of Sugars in Tobacco by Ion Chromatography
and Sample Preparation with High-Speed Homogenization
XU Yiran1, LI Haiyan1,3, LI Yinke1,2, HE Shunqin1,2, HU Qiufen2
(1. Key Lab of Tobacco Chemistry of Yunnan Province, Yunnan Academy of Tobacco Science, Kunming 650106, China;
2. School of Chemistry and Biotechnology, Yunnan University of Nationalities, Kunming 650031, China;
3.Yunnan Tobacco Quality Supervision and Inspection Station, Kunming 650106, China)
Abstract:
A new method for the determination of sugars (fructose, glucose and sucrose) in tobacco by ion chromatography and sample preparation with high-speed homogenization was tested. The sugars were extracted from the samples by high-speed homogenization with water, and the fructose, glucose and sucrose were analyzed by ion chromatography with the integrated pulsed amperometric detector. The three components were separated on CarboPac PA1 (4×250 mm，5μm) anion exchange column by using 0.2 mol/L sodium hydroxide solution as the mobile phase. The limits of detections (S/N=3) were below 50 μg/L. The mean recoveries range from 96％~103%, and the relative standard deviations are below 2.6%.This method has been successfully applied to the determination of fructose, glucose and sucrose in tobacco with good results..
Key words:
ion chromatography; high-speed homogenization; tobacco; sugar
0 引言
糖是煙草中的重要成分，煙草樣品中含有多種糖，但含量最高的是葡萄糖、果糖和蔗糖，3種糖占煙草中糖總量的90％以上；煙草中糖的含量和煙草品質(zhì)有密切的相關(guān)性，因此煙草中糖的測(cè)定已逐漸成為國(guó)內(nèi)外煙草行業(yè)的質(zhì)量控制內(nèi)容 ［1-2］；目前，糖的測(cè)定方法主要有滴定法、近紅外分光光度法、連續(xù)流動(dòng)分析法、毛細(xì)管電泳法、氣相色譜法、高效液相色譜法和離子色譜法等.樣品前處理一般采用回流提取，振蕩浸取、超聲浸取等方法［2-8］.勻漿提取是指組織通過加入萃取溶劑進(jìn)行組織勻漿或磨漿，以提取組織中有效成分的一種提取方法，該方法具有提取完全、效率高、能耗低等特點(diǎn)，目前已在樣品前處理中得到廣泛應(yīng)用 ［8-11］；但是勻漿法在煙草糖分析中的應(yīng)用還未見報(bào)道過.我們研究了用水勻漿法提取，離子色譜-積分脈沖安培法測(cè)定煙草中糖的方法，取得滿意結(jié)果.
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 儀器與試劑
ICS-3000多功能離子色譜儀(美國(guó)戴安公司)，包括雙泵模塊、檢測(cè)器/色譜模塊、自動(dòng)進(jìn)樣器模塊.雙泵模塊中包含一個(gè)單元泵和一個(gè)四元梯度泵；檢測(cè)器/色譜模塊中放置進(jìn)樣閥、分析柱和安培檢測(cè)器；安培檢測(cè)器用金工作電極，pH/Ag/AgC1參比電極，鈦對(duì)電極；Chromeleon 6.8色譜工作站.
葡萄糖、果糖、蔗糖標(biāo)樣(瑞士Fluka公司生產(chǎn)，純度均大于99%)；氫氧化鈉為優(yōu)級(jí)純 (北京化學(xué)試劑公司)；實(shí)驗(yàn)用水為高純水 (用Milli-Q50高純水處理器).
葡萄糖、果糖、蔗糖均配制成質(zhì)量濃度為1.0-mg/L的儲(chǔ)備液，所需濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液由該儲(chǔ)備液逐漸稀釋得到.
1.2 色譜條件
色譜柱為CarboPac PA1 (4×250-mm，5-μm) 陰離子交換柱，流動(dòng)相為0.2-mol/L 的氫氧化鈉溶液，流速0.8-mL/min.PAD脈沖安培檢測(cè)器(Au工作電極)，工作電位如下：0.00~0.40 s，0.1-V；0.41~0.42 s，-2.0-V；0.43-s，0.6-V；0.44~0.50 s，-0.1-V；積分區(qū)間為0.20~0.40 s；進(jìn)樣25.0-μL.在該條件下標(biāo)樣及煙草樣品的色譜圖見圖1所示.
1.3 樣品處理
按YC/T31-1996規(guī)定的方法制備煙草樣品.準(zhǔn)確稱取0.500-g煙樣，置于50-mL錐型瓶中，準(zhǔn)確加入25-mL的水，置于高速勻漿機(jī)中-20-000-r/min 勻漿提取2.0-min.提取液用0.45-μm的針頭過濾器過濾，供液相色譜分析用.
徐然，李海燕，李銀科，等：勻漿法提取、離子色譜法測(cè)定煙草中的糖
2 結(jié)果與討論
2.1 樣品處理?xiàng)l件
對(duì)于煙草樣品中糖，一般采用水或80％的甲醇水溶液提取［2］；和用有機(jī)溶劑提取相比，用水提取成本低且環(huán)境污染小；因此本實(shí)驗(yàn)選擇用水為提取溶劑.分別用勻漿法、振蕩浸取法和超聲波浸取法對(duì)相同的樣品進(jìn)行提取比較，結(jié)果表明：每 0.5-g的樣品用25-mL的水提取，振蕩浸取120-min、超聲浸取 40-min、高速勻漿機(jī)-20-000-r/min 提取 2.0-min 均可使樣品中的糖完全溶出；高速勻漿法效率明顯高于振蕩浸取和超生浸取法；因此本實(shí)驗(yàn)選用高速勻漿法-20-000-r/min 提取 2.0-min.
2.2 色譜條件的選擇
對(duì)于煙草中葡萄糖、果糖和蔗糖的測(cè)定，文獻(xiàn)［8］報(bào)道CarboPac PA1色譜柱總體分離效果最好且分離時(shí)間短，因此實(shí)驗(yàn)選用該色譜柱.CarboPac PA1色譜柱屬于陰離子交換柱，一般采用氫氧化鈉溶液為流動(dòng)相，隨流動(dòng)相中氫氧化鈉濃度增加，各成分在色譜柱上的保留時(shí)間縮短，但分離度下降；反之，隨流動(dòng)相中氫氧化鈉濃度降低，各成分分離度有增加，但在色譜柱上的保留時(shí)間延長(zhǎng)，結(jié)合時(shí)間和分離度綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)選擇用0.2-mol/L 的氫氧化鈉溶液為流動(dòng)相.
強(qiáng)堿性淋洗液使得糖、多元醇類化合物以羥基陰離子的形式存在，這與檢測(cè)糖所用的脈沖安培檢測(cè)器 (PAD)的檢測(cè)條件一致.PAD在強(qiáng)堿性介質(zhì)中通過施加一定的電位，使羥基陰離子在金電極表面發(fā)生氧化反應(yīng)，測(cè)定出即時(shí)的電流值并積分換算成為庫侖，即可反映出即時(shí)的待測(cè)物濃度，從而實(shí)現(xiàn)陰離子交換色譜-脈沖安培檢測(cè).由于羥基的氧化電位較低(0.1-V)，所以基體干擾少，可以獲得重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性較好的結(jié)果.
2.3 工作曲線與檢出限
配制系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定色譜條件下進(jìn)樣25-μL，根據(jù)測(cè)得的峰面積A對(duì)糖的質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸，得到回歸方程.再將最小濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋，依次進(jìn)樣25-μL，計(jì)算當(dāng)信噪比S/N=3時(shí)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度以確定檢出限，結(jié)果見表1.
2.4 日內(nèi)精密度實(shí)驗(yàn)
煙草在相同條件下平行測(cè)定7次 (同批次處理)，并計(jì)算7次平行測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，可得果糖的RSD為1.8%、葡萄糖的RSD為2.1%、蔗糖的RSD為2.4%，說明方法精密度良好.
表1 回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍和檢出限
組分回歸方程相關(guān)系數(shù)線性范圍/(mg•L-1)檢測(cè)限/(g•L-1)
葡萄糖A=7.58C-0.4780.999-50.3~12025
果糖A=3.06C-0.1620.999-80.4~18030
蔗糖A=4.56C-0.2470.999-40.4~10050
2.5 日間精密度實(shí)驗(yàn)
卷煙樣品在不同時(shí)間內(nèi)測(cè)定(每天測(cè)定1次，共7次)，計(jì)算7次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，可得果糖的RSD為2.1%、葡萄糖的RSD為2.4%、蔗糖的RSD為2.6%；說明在不同時(shí)間內(nèi)測(cè)定，方法精密度仍然良好.
2.6 回收率實(shí)驗(yàn)
樣品按選定的樣品前處理?xiàng)l件處理，并按選定色譜條件進(jìn)樣分析，測(cè)定時(shí)稱取相同的樣品2份，其中1份為基準(zhǔn)，另1份加入已知量的糖標(biāo)樣(設(shè) 1.0、5.0、25.0-mg 3個(gè)添加量)，通過加入標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)出量除以標(biāo)準(zhǔn)加入量計(jì)算回收率.得葡萄糖、果糖、蔗糖的回收率在96%~103%之間，說明方法回收率很高.
3 結(jié)論
本方法以CarboPac PA1陰離子交換柱作分離柱，0.2-mol/L NaOH強(qiáng)堿性溶液為淋洗液，脈沖安培檢測(cè)法測(cè)定煙草中糖，實(shí)現(xiàn)了煙草中葡萄糖、果糖、蔗糖的同時(shí)測(cè)定，靈敏度比示差檢測(cè)法有了很大提高.本方法樣品處理采用高速勻漿法，高速勻漿法提取具有提取完全、效率高、能耗低等特點(diǎn)，所需時(shí)間明顯少于振蕩浸取法和超聲波浸取法.總之，該方法準(zhǔn)確可靠，重現(xiàn)性好，回收率滿意，檢出限較低，可用于煙草中糖含量的質(zhì)量分析與控制，具有實(shí)用價(jià)值.
參考文獻(xiàn):
［1］周冀衡，肖志新，楊虹琦，等.不同品種烤煙主要品質(zhì)和安全性指標(biāo)分析 ［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008, 34(6)：640-642.
［2］張槐苓，葛翠英，穆懷靜，等.煙草分析與檢驗(yàn) ［M］.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1994:103-111.
［3］鄭一新，朱曉蘭.煙草中糖和尼古丁的自動(dòng)分析 ［J］.分析儀器,1995，(3)：28-30.
［4］馬強(qiáng)，何友昭，肖協(xié)忠，等.煙草中糖的毛細(xì)管區(qū)帶電泳分離 ［J］.色譜,2002，20(3)：230-232.
［5］毛多斌，曲志剛，張峻松，等.煙草中游離糖的毛細(xì)管氣相色譜分析［J］.色譜,2003，21(4)：437.
［6］李忠，楊光宇，黃海濤，等.高效液相色譜測(cè)定煙草料液中的糖、甘油和丙二醇 ［J］.分析化學(xué),2002，30(6)：687-689.
［7］SVOB TROJE Z, FROBE Z, PEROVIC D.Analysis of selected alkaloids and sugars in tobacco extract ［J］.Journal of Chromatography A,1997, 775:101-107.
［8］吳玉萍，陳萍，李應(yīng)金，等.超聲波提取．離子色譜法測(cè)定煙草中葡萄糖、果糖和蔗糖［J］.分析試驗(yàn)室，2008，27(增)：138-140.
［9］趙春建，祖元?jiǎng)偅队窠埽?勻漿法提取沙棘果中總黃酮的工藝研究［J］.林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè),2006，26(2)：185-188.
篇8
關(guān)鍵詞 血清脂質(zhì)組學(xué)； 電噴霧電離； 大氣壓化學(xué)電離； 大氣壓光致電離； 液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用
1 引 言
脂類化合物是一類易溶解于有機(jī)溶劑的化合物，具有許多重要的生物學(xué)功能，參與調(diào)節(jié)多種生命活動(dòng)過程，包括能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)運(yùn)輸、信息識(shí)別與傳遞、細(xì)胞發(fā)育和分化，以及細(xì)胞凋亡等[1～5]， 最近的研究表明， 脂類化合物的異常代謝與多種疾病， 如動(dòng)脈硬化癥、糖尿病、肥胖癥、阿爾茨海默病以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[6，7]。研究表明， 人血清中的脂類成分具有結(jié)構(gòu)多樣， 濃度水平范圍寬， 極性差異大等特點(diǎn)， 對(duì)人血清脂質(zhì)組學(xué)的分析提出很大的挑戰(zhàn)[8]。
隨著軟電離技術(shù)的發(fā)展， 質(zhì)譜在脂質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用越來越廣。目前脂質(zhì)組學(xué)LCMS分析中常用的軟電離技術(shù)包括電噴霧電離（Electrospray ionization， ESI）、大氣壓化學(xué)電離（Atmospheric pressure chemical ionization， APCI）和大氣壓光致電離（Atmospheric pressure photoionization， APPI）。ESI是基于LCMS分析技g的脂質(zhì)組學(xué)研究中最常用的離子化技術(shù)[9～14]。然而， ESI也有一些不足， 如易在復(fù)雜多組分樣品的檢測(cè)中產(chǎn)生離子抑制現(xiàn)象。APCI主要適用于弱極性化合物， 相對(duì)于ESI不易受基質(zhì)效應(yīng)的影響[15，16]， 目前， LCAPCIMS技術(shù)已被應(yīng)用于體液中一些脂類代謝物的檢測(cè)[17， 18]。APPI適合于弱極性及非極性化合物的離子化， 相比于ESI與APCI， 其所具有的電勢(shì)在一定程度上可以克服或降低離子抑制與基質(zhì)干擾帶來的影響[19，20]， 因而在脂類化合物定量分析中的應(yīng)用越來越廣泛[21～23]。有學(xué)者系統(tǒng)比較了ESI， APCI， APPI離子源在正相色譜條件下對(duì)脂肪酸和甘油酯類化合物的檢測(cè)能力， 發(fā)現(xiàn)APPI離子源在檢測(cè)靈敏度和定量準(zhǔn)確性方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)[24]。然而， 更值得關(guān)注的是這3種常用的離子化方法在應(yīng)用更為廣泛的反相色譜條件下對(duì)各種脂類化合物的檢測(cè)適用性， 目前這方面的研究尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。本課題組在前期研究中， 基于“互補(bǔ)性”思路建立了應(yīng)用于代謝組學(xué)的組合式離子化LCMS分析方法， 在提高代謝物的檢測(cè)靈敏度和覆蓋范圍等方面獲得良好效果[25～27]。因此， 為了探討本方法在脂質(zhì)組學(xué)分析中的應(yīng)用， 本研究系統(tǒng)地比較了ESI， APCI和APPI離子源在反相色譜條件下對(duì)6類17種代表性脂類對(duì)照品和健康人血清中的脂類代謝物的檢測(cè)能力， 為脂類化合物的質(zhì)譜分析方法和脂質(zhì)學(xué)研究中離子化方式的選擇提供了依據(jù)。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 儀器與試劑
Agilent 1200系列快速高分辨液相色譜儀（德國(guó)Waldbronn Aglient Technologies 公司）， 包括二極管陣列檢測(cè)器、二元梯度泵、在線脫氣機(jī)、自動(dòng)進(jìn)樣器（配有恒溫箱）、柱溫箱； QSTARTM Elite型四極桿飛行時(shí)間串聯(lián)質(zhì)譜儀（美國(guó)Applied Biosystem/MDS Sciex公司）， 配有 ESI， APCI， APPI 離子源及Analyst QS 2.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
17種脂質(zhì)對(duì)照品（美國(guó)SigmaAldrich公司）如表1所示。乙腈、異丙醇和甲酸（色譜純， Merck公司）： 甲酸銨（色譜純， 美國(guó)SigmaAldrich公司）。實(shí)驗(yàn)用水為某品牌純凈水。
20例健康人血清樣本采自中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院（符合中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院倫理學(xué)委員會(huì)要求）， 采集后立即于80℃冷凍保存。
2.2 色譜條件
Ascentiss Express C8 色譜柱（150 mm×2.1 mm， 2.7 μm， 德國(guó)SigmaAldrich公司）； 流動(dòng)相： A相為乙腈水（3∶2， V/V， 含0.1%甲酸， 10 mmol/L甲酸銨）； B為異丙醇乙腈（9∶1， V/V， 含0.1%甲酸， 10 mmol/L甲酸銨）。線性梯度洗脫條件： 0～1.5 min， 32% B； 1.5～18.5 min， 32%～97% B； 18.5～22 min， 97% B。每次進(jìn)樣前， 色譜柱在初始流動(dòng)相下平衡5 min。流速： 300 μL/min； 柱溫： 55℃； 進(jìn)樣量： 10 μL。
2.3 質(zhì)譜條件
采用正、負(fù)離子全掃描模式， 掃描范圍為120～2000 Da。ESI離子源噴霧電壓為4 kV/4 kV， APCI離子源放電電流為2.5 μA/2.5 μA， APP離子源電離電壓為1.2 kV/1.2 kV。ESI， APCI， APPI離子源溫度分別為450℃、420℃、400℃， 霧化氣： 0.41 MPa， 干燥氣： 0.34 MPa， 氣簾氣： 0.21 MPa。APPI離子源中摻雜劑丙酮的流速為20 μL/min， VWD燈保護(hù)氣流速為1 L/min。實(shí)驗(yàn)所用氣體均為氮?dú)狻?shù)據(jù)采集及處理軟件采用Analyst QS 2.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
2.4 對(duì)照品溶液及血清樣本的制備
2.4.1 脂類對(duì)照品混合溶液的配制 分別稱取適量17種對(duì)照品， 分別溶于CH2Cl2CH3OH（2∶1， V/V）混合溶液中， 制備脂類對(duì)照品貯備液， SA、SM（d18∶1/16∶0）、PE（14∶0/14∶0）、CoQ10貯備液的濃度為0.1 mg/mL， 其余均為1 mg/mL。取適量脂類對(duì)照品貯備液， 用乙腈異丙醇水（65∶30∶5， V/V）稀釋并定容至5 mL， 配制成各種脂類化合物濃度均為3 μg/mL的對(duì)照品混合溶液。
2.4.2 血清樣本前處理 實(shí)驗(yàn)前將血清樣本在4℃下解凍， 取血清30 μL， 加入甲醇200 μL， 甲基叔丁基醚660 μL， 渦旋混合5 min， 加入水150 μL， 渦旋5 min后靜置5 min， 4000 r/min離心5min后移取上層有機(jī)相500 μL并吹干， 殘留物用500 μL乙腈異丙醇水（65∶30∶5， V/V）混合溶劑復(fù)溶， 15000 r/min離心10 min后進(jìn)樣分析。
2.5 數(shù)據(jù)處理方法
取20例血清樣本經(jīng)LCMS分析后獲得原始數(shù)據(jù)文件， 利用數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件 （Wiff to mzData， version 1.0.0.4， Applied Biosystems/MDS Sciex） 將原始數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換為mzData格式， 用XCMS進(jìn)行保留時(shí)間校準(zhǔn)、峰識(shí)別、濾噪、峰匹配， 獲得包含質(zhì)荷比、保留時(shí)間、峰面積等信息的原始數(shù)據(jù)矩陣。采用CAMERA （Collection of Algorithms for Metabolite Profile Annotation）軟件標(biāo)注， 并手動(dòng)剔除加合離子、同位素離子以及碎片離子峰。采用自編的程序?qū)?種離子源獲得的離子峰進(jìn)行比較， 設(shè)定質(zhì)荷比與保留時(shí)間的容許偏差值（m/z=0.05， RT=0.2 min）， 即代謝物保留時(shí)間偏差在0.2 min以內(nèi)、質(zhì)量數(shù)偏差
3 結(jié)果與討論
3.1 3種離子化技術(shù)對(duì)脂類化合物對(duì)照品的離子化特點(diǎn)
采用ESI， APCI， APPI 3種離子源對(duì)不同種類的脂類化合物對(duì)照品的混合溶液進(jìn)行了LCMS分析， 詳細(xì)考察了3種離子源的離子化特點(diǎn)， 結(jié)果見表2。脂肪酸類化合物在3種離子源負(fù)離子條件下均易離子化。甘油脂類化合物在正離子檢測(cè)模式下易離子化， 離子化過程中容易發(fā)生中性丟失而脫去水或脂肪酸分子， 所產(chǎn)生的[M+H-H2O]+和[M+H-RCOOH]+ 離子的相對(duì)豐度在APPI離子源中最高、其次是APCI離子源， 在ESI離子源中最弱（圖1）。甘油磷脂和鞘磷脂類化合物在（±）ESI模式下均易離子化， 但在正離子模式下的離子化效率高于負(fù)離子模式。而APPI和APCI離子源條件下， 甘油磷脂和鞘磷脂類化合物的磷酯鍵容易斷裂， 形成多種豐度較低的碎片離子。膽固醇（酯）類化合物在3種離子源正離子模式下均易脫去水分子或脂肪酸分子而被離子化。異戊烯醇脂類化合物易在正離子模式下發(fā)生離子化， 在3種離子源中均形成[M+H]+的基峰離子。
綜上所述， ESI離子源的離子化能力最強(qiáng)， 適用于大多數(shù)脂類化合物。相對(duì)于APCI和APPI離子源， ESI離子源是最溫和的離子化技術(shù)， 除能產(chǎn)生 [M+H]+離子外， 還常產(chǎn)生相對(duì)豐度較高的[M+NH4]+， [M+Na]+等加合離子； 而APPI和APCI離子源條件下， 脂類化合物尤其是磷脂類化合物容易發(fā)生碎裂而得不到準(zhǔn)分子離子。
3.2 3種離子化技術(shù)對(duì)脂類對(duì)照品的檢測(cè)靈敏度
脂類對(duì)照品混合液依次連續(xù)進(jìn)樣6次， 采用優(yōu)化后的質(zhì)譜條件進(jìn)行LCMS分析， 根據(jù)不同離子源的離子化特點(diǎn)， 分別選擇各種脂類化合物在各種離子源離子化時(shí)產(chǎn)生的基峰離子， 提取相應(yīng)的離子流色譜峰， 計(jì)算平均峰面積。 結(jié)果（圖2）表明， 17種脂類對(duì)照品在相同濃度下表現(xiàn)出明顯不同的離子化效率。ESI離子源不但對(duì)較易離子化的脂肪酸類、甘油磷脂類、鞘磷脂類代謝物的離子化能力最高， 對(duì)極性較小的甘油二酯和甘油三酯類化合物的離子化效率也優(yōu)于APCI和APPI離子源。推測(cè)是由于流動(dòng)相中的甲酸銨能促進(jìn)該類化合物形成[M+NH4]+離子而發(fā)生離子化。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)流動(dòng)相中不加入甲酸銨等添加劑時(shí)， 這些[M+NH4]+離子的強(qiáng)度顯著降低， 導(dǎo)致該類化合物在（+）ESI條件下的離子化效率顯著低于（+）APCI和（+）APPI。這一結(jié)果與文獻(xiàn)[24]中正相色譜條件下獲得的結(jié)果一致。ESI離子源對(duì)異戊烯醇脂類化合物的檢測(cè)靈敏度與APPI離子源相當(dāng)， 均優(yōu)于APCI離子源。APPI離子源對(duì)膽固醇（酯）類化合物檢測(cè)能力最強(qiáng)， 顯著高于APCI和ESI離子源。APCI離子源對(duì)各類化合物的檢測(cè)能力均低于ESI或APCI離子源。
3.3 多重離子化LCMS技術(shù)在血清脂質(zhì)組學(xué)分析中的適用性
分e采用ESI、APCI、APPI離子源正、負(fù)離子檢測(cè)模式對(duì)20例健康人的血清樣品進(jìn)行了LCMS譜分析， 典型色譜圖見圖3， 同一樣品在不同離子源條件下的LCMS總離子流色譜圖具有明顯差異。ESI離子源對(duì)不同保留時(shí)間的脂類代謝物均有良好的響應(yīng)。APCI和APPI離子源檢測(cè)獲得的色譜峰在保留時(shí)間8～13 min的區(qū)域強(qiáng)度較低， 這與這一區(qū)域的化合物主要是磷脂類代謝物有關(guān)。在保留時(shí)間15～18 min的區(qū)域（主要是甘油三酯、固醇酯和異戊烯醇脂類）， ESI、APCI和APPI離子源均具有良好的響應(yīng)。這些結(jié)果與之前采用對(duì)照品分析獲得的結(jié)果一致。
為了進(jìn)一步比較3種離子源對(duì)血清中脂類成分檢測(cè)的適用性， 我們對(duì)LCMS分析獲得的色譜峰進(jìn)行了提取， 比較了各種離子源所能檢測(cè)到的色譜峰的數(shù)目以及每種離子源所檢測(cè)到的特有色譜峰和共有峰（圖4）。從圖4可見， 正離子模式下3種離子源檢測(cè)到色譜峰的總數(shù)為1684個(gè)， ESI、APCI、APPI離子源分別檢測(cè)到1445， 274， 613個(gè)色譜峰， 分別為色譜峰總數(shù)的86%、 16%、 36%； 負(fù)離子模式下3種離子源檢測(cè)到色譜峰的總數(shù)為822個(gè)， ESI， APCI， APPI離子源分別檢測(cè)到762， 91， 122個(gè)色譜峰， 分別占色譜峰總數(shù)的93%、 11%、 15%。（+）ESI和（+）APPI檢測(cè)到的色譜峰數(shù)目占到3種離子源正離子模式下檢測(cè)到色譜峰總數(shù)目的99%， （-）ESI和（-）APPI檢測(cè)到的色譜峰數(shù)占3種離子源負(fù)離子模式下檢測(cè)到色譜峰總數(shù)的98%。APCI離子源在正負(fù)離子模式下檢測(cè)到的色譜峰數(shù)目均少于APPI離子源， 其中大多數(shù)共有峰的響度強(qiáng)度均低于APPI離子源。上述結(jié)果表明， ESI離子源對(duì)血清中脂類代謝物檢測(cè)的覆蓋范圍最大， 其次是APPI離子源， APCI離子源的檢測(cè)能力最弱。
4 結(jié) 論
本研究采用ESI， APCI和APPI 3種不同離子化技術(shù)的LCMS分析方法， 分別對(duì)6類17種脂類對(duì)照品及20例健康人的血清樣本進(jìn)行了系統(tǒng)分析比較。結(jié)果表明， ESI離子源對(duì)血清中脂類代謝物的檢測(cè)能力最強(qiáng)， APPI離子源可以對(duì)ESI離子源提供很好的補(bǔ)充， 而APCI離子源所能提供的信息有限。采用ESI和APPI離子源相結(jié)合的LCMS脂質(zhì)組學(xué)分析方法可以提高分析方法的整體靈敏度， 有利于從復(fù)雜生物樣本中獲得更完整的脂類代謝物信息。
References
1 Vartabedian V F， Savage P B， Teyton L. Immunol. Rev.， 2016， 272（1）： 109-119
2 Feingold K R， Elias P M. Biochim. Biophys. Acta， 2014， 1841（3）： 280-294
3 Di Paolo G， DeCamilli P. Nature， 2006， 443（7112）： 651-657
4 Meyerzu， Heringdorf D， Jakobs K H. Biochim. Biophys. Acta， 2007， 1768（4）： 923-940
5 Brinkmann V. Pharmacol. Ther.， 2007， 115（1）： 84-105
6 Currie E， Schulze A， Zechner R， Walther T C， Farese R V. Cell Meta.， 2013， 18（2）： 153-161
7 Perry R J， Samuel V T， Petersen K F， Shulman G I. Nature， 2014， 510（7503）： 84-91
8 LoizidesMangold U. FEBS J.， 2013， 280 （12） 2817-2829
9 Park S M， Byeon S K， Sung H， Cho S Y， Seong J K， Moon M H. J. Proteome Res.， 2016， 15（10）： 3763-3772
10 Basit A， Pontis S， Piomelli D， Armirotti A. Metabolomics， 2016， 12（3）： 1-10
11 Crick P J， Guan X L. Biochim. Biophys. Acta， 2016， 1861（1）： 60-67
12 Lísa M， Cífková E， Holapek M. J. Chromatogr. A， 2011， 1218（31）： 5146-5156
13 Yang K， Cheng H， Gross RW， Han X. Anal. Chem.， 2009， 81（11）： 4356-4368
14 YANG ZhaoPeng， XU Fang， ZHAO Xinjie， HOU LiHui， XU GuoWang. Chinese J. Anal. Chem.， 2015， 43（10）： 1445-1451
楊兆鵬， 徐 芳， 趙欣捷， 侯麗輝， 許國(guó)旺. 分析化學(xué)， 2015， 43（10）： 1445-1451
15 Matuszewski B K， Constanzer M L， ChavezE C M. Anal. Chem.， 1998， 70 （5）： 882-889
16 Mei H， Hsieh Y， Nardo C， Xu X， Wang S， Ng K， Korfmacher W A. Rapid Commun. Mass Spectrom.， 2003， 17（1）： 97-103
17 Vaz F M， PrasRaves M， Bootsma A H， van Kampen A H. Inherit. Metab. Dis.， 2015， 38（1）： 41-52J
18 Jia Z X， Zhang J L， Shen C P， Ma L. Anal. Bioanal. Chem.， 2016， 408（24）： 6623-6636
19 Hsieh Y， Merkle K， Wang G， Brisson J M， Korfmacher W A. Anal. Chem.， 2003， 75（13）： 3122-3127
20 Hanold K A， Fischer S M， Cormia P H， Miller C E， Syage J A. Anal. Chem.， 2004， 76 （10）： 2842-2851
21 Radovic' J R， Silva R C， Snowdon R， Larter S R， Oldenburg T B. Anal. Chem.， 2015， 88（2）： 1128-1137
22 Wang C， Wang M， Han X. Mol. BioSyst.， 2015， 11（3）： 698-713
23 Karuna R， von Eckardstein A， Rentsch K M. J. Chromatogr. B， 2009， 877（3）： 261-268
24 Cai S S， Syage J A. Anal. Chem.， 2006， 78（4）： 1191-1199
25 An Z， Chen Y， Zhang R， Song Y， Sun J， He J， Bai J， Dong L， Zhan Q， Abliz Z. J. Proteome Res.， 2010， 9（8）： 4071-4081
26 Tian H， Bai J， An Z， Chen Y， Zhang R， He J， Bi X， Song Y， Abliz， Z. Rapid Commun. in Mass Spectrom.， 2013， 27（18）： 2071-2080
篇9
關(guān)鍵詞 Chirp Z變換； 離子遷移譜； 高效液相色譜
1 引 言
離子遷移譜（Ion mobility spectrometer， IMS）是20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的一種新型快速分離檢測(cè)技術(shù)[1]，其原理是根據(jù)分析物分子質(zhì)量、電荷和碰撞截面（即大小和形狀）來分離和辨別分析物，在軍事[2]、食品[3]、制藥[4]、生物[5]、環(huán)境[6]等領(lǐng)域得到不同程度的發(fā)展和應(yīng)用。電噴霧電離（Electrospray ionization， ESI）是IMS常用的電離方法，適合對(duì)難揮發(fā)性和熱不穩(wěn)定物質(zhì)的檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于違禁藥品[7]、危險(xiǎn)品[8]、醫(yī)藥[9]以及生物樣品[10]等分析中，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、分析速度快、結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn)，但其在進(jìn)行多組分樣品分析時(shí)，由于離子化過程中不同物質(zhì)分子之間存在電離抑制現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性降低[11]。
高效液相色譜（High performance liquid chromatography，HPLC）是利用保留時(shí)間的差異對(duì)樣品進(jìn)行分離的一種重要分析方法[12]，然而其對(duì)色譜峰中洗脫出來的幾種共流出化合物無法進(jìn)行表征。HPLCESIIMS 聯(lián)用可以對(duì)HPLC檢測(cè)器無響應(yīng)或難分離的樣品直接分析，但常規(guī)HPLC流動(dòng)相的大流速和ESIIMS的小流速不匹配。Lee 等[13]采用液相色譜微柱與 IMS 聯(lián)用系統(tǒng)分析了21 種糖類物質(zhì)，微柱流速 50 μL/min，柱后分流10%實(shí)現(xiàn) ESIIMS 流量匹配； Budimir等[14]搭建HPLCNanoESIIMS 接口技術(shù)，成功分析了藥品活性成分； 陳創(chuàng)等[15，16]搭建了一套納升級(jí)電噴霧離子源離子遷移譜儀，對(duì)三乙胺、二乙胺以及丁胺組成的混合樣品成功分離并測(cè)定，該系統(tǒng)的線性響應(yīng)范圍均達(dá)到近兩個(gè)數(shù)量級(jí)。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，采用多噴嘴電噴霧陣列作為離子遷移譜儀（IMS）的離子源， 可使用更高的 ESI 流速，相同的條件下，12 噴嘴的電噴霧陣列離子源可提高離子化效率平均達(dá)3.8 倍[17]。
傳統(tǒng)傅里葉變換離子遷移譜儀（Fourier transform ion mobility spectrometer，F(xiàn)TIMS）[18，19]是利用遷移區(qū)前后 2 個(gè)離子門加載同頻同相方波掃頻電壓，以控制法拉第盤對(duì)離子的接收進(jìn)出，形成離子流干涉譜，經(jīng)FT變換得到離子的遷移譜。與傳統(tǒng)IMS 相比，離子利用率提高了25倍，信噪比提高5倍[20]。Tarver等[21]去掉第二個(gè)離子門，采用模擬開關(guān)電路將法拉第盤接收到的離子流信號(hào)進(jìn)行電路復(fù)用處理，使得離子利用率提高到50%，較單周期掃描法 IMS 的信噪比提高7倍。這兩種信號(hào)調(diào)制方法都增大了離子遷移譜分析的利用率，使靈敏度有所提高，但FTIMS測(cè)量遷移時(shí)間的準(zhǔn)確度不高，與ESI聯(lián)用時(shí)由于離子化噪音大，靈敏度提高有限。
Chirp Z變換（Chirp ztransform，CZT）于1969年提出[22]， 是一種使用非常廣泛的在Z平面上沿著螺旋線軌道計(jì)算有限時(shí)寬的Z變換方法，其基本原理是[23]：在折疊頻率范圍內(nèi)，任意選擇起始頻率和頻率分辨率，不需要經(jīng)過任何調(diào)制與濾波處理，在有限帶寬里對(duì)樣本信號(hào)進(jìn)行Z變換。因Chirp Z變換增大頻域采樣點(diǎn)數(shù)，減少干涉產(chǎn)生的誤差，獲得較高精度的信號(hào)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)離子遷移譜的局部細(xì)化，提高局部光譜分辨率，許多領(lǐng)域都得到了應(yīng)用[24]。如Tong等[25]將2D Chirp Z變換法應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)核磁共振譜圖的處理，結(jié)果表明ChirpZ變換法能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)視場(chǎng)縮放，比線性或三階插計(jì)算值更加準(zhǔn)確； Lanari等[26，27] 將ChirpZ變換法應(yīng)用于掃描式合成孔徑雷達(dá)回波信號(hào)的成像處理，結(jié)果表明，該方法可以簡(jiǎn)化方位向處理、提高運(yùn)算效率、增強(qiáng)圖像質(zhì)量。目前， 將ChirpZ變換法用于離子遷移譜的研究尚未見報(bào)道。
本實(shí)驗(yàn)將Chirp Z變換應(yīng)用于頻率調(diào)制IMS，建立了HPLCNanoESIChirp Z IMS聯(lián)用分析方法。首先優(yōu)化了影響NanoESIChirp Z IMS 信噪比的噴霧電壓、溶劑組成、溶液流速等參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，利用建立的方法對(duì)一系列四烷基溴化銨類化合物進(jìn)行測(cè)定，比較了FT變換法和Chirp Z變換法兩種方法的信噪比和分辨率，并對(duì)此方法的檢出限、線性范圍、重復(fù)性和精密度進(jìn)行了考察。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 HPLCESIIMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
HPLCNanoESIIMS聯(lián)用系統(tǒng)裝置如圖1所示。系統(tǒng)主要包括3個(gè)部分：HPLC、柱后分流裝置和NanoESIIMS。柱后分流裝置（PEEK管， 100 μm i.d， 0.365 mm o.d，北京京科瑞達(dá)科技有限公司）安裝在HPLC和NanoESIIMS 之間，用于實(shí)現(xiàn)與ESI的進(jìn)樣流速匹配。由于噴霧溶液中水含量升高會(huì)使去溶劑化過程變得困難，離子化效率降低，譜圖的噪音增加，進(jìn)而分析的靈敏度降低，柱后以甲醇為后補(bǔ)充液，克服溶劑組成對(duì)信噪比的影響。柱后補(bǔ)充泵為L(zhǎng)C 100高壓恒流泵（濟(jì)南賽暢科學(xué)儀器有限公司），石英毛細(xì)管為柱后補(bǔ)充液管（20 μm i.d，150 μm o.d，Polymicro公司）。遷移電壓為10 kV，離子門電壓9.04 kV，遷移區(qū)長(zhǎng)度為16.8 cm，脫溶劑區(qū)為50 cm，采用納流電噴霧陣列離子源。
2.2 試劑
IMS的適宜條件是電噴霧對(duì)化合物進(jìn)行離子化，適合于檢測(cè)難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定和無紫外吸收的化合物，四烷基溴化銨類是易電離的標(biāo)準(zhǔn)化合物，電離效率與離子遷移譜無關(guān)，故選用四烷基溴化銨類化合物。四丁基溴化銨（T4A，質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.5%）、四戊基溴化銨（T5A，質(zhì)量分?jǐn)?shù)>98.0%）、四己基溴化銨（T6A，質(zhì)量分?jǐn)?shù)>98%）、四庚基溴化銨（T7A，質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99.0%）、四辛基溴化銨（T8A，質(zhì)量分?jǐn)?shù)>98%）、四癸基溴化銨（T10A，質(zhì)量分?jǐn)?shù)>99%）均購自上海士峰生物科技有限公司； 甲醇（色譜純，美國(guó) Sigma公司）； 乙酸（分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司）； 實(shí)驗(yàn)用水為MilliQ 純水系統(tǒng)制備的超純水。高純氮?dú)饨?jīng)分子篩、變色硅膠和活性炭?jī)艋笞鳛檫w移氣（Drift gas）。采用Igorpro軟件繪制圖譜。
2.3 標(biāo)準(zhǔn)品的配制
實(shí)驗(yàn)過程中T4A、T5A、T6A、T7A、T8A和T10A均用90%（V/V）甲醇配制成濃度為5 mmol/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（含0.1%乙酸），于 4℃冷藏待用。
2.4 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液
準(zhǔn)確移取適量T4A、T5A、T6A、T7A、T8A和T10A的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，使用前以90%（V/V）甲醇（含0.1%乙酸）逐級(jí)稀釋成濃度為5、10、20、40、60、80和100 μmol/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。
2.5 色譜的分離條件
LC20A高效液相色譜儀（島津公司），配InertsustainTM C18柱（100 mm×2.1 mm，3.0 μm）。流動(dòng)相為含0.1%乙酸（A）甲醇（B），梯度洗脫：0～15 min，30%～100% B； 15～35 min，100% B； 體積流量0.1 mL/min； 進(jìn)樣量8 μL； 柱溫35℃； 柱后補(bǔ)充液流速0.1 mL/min，所有四烷基溴化銨類化合物均在正離子模式下進(jìn)行分析。
2.6 約化遷移率和分辨能力
3 結(jié)果與討論
3.1 Chirp Z變換法與FT變換法比較
3.1.1 相關(guān)函數(shù) 傳統(tǒng)FT變換離子遷移譜有2個(gè)離子門，離子門工作波形為方波脈沖，隨著門調(diào)制頻率v的變化，到達(dá)檢測(cè)器的離子為 0、l/v、2/v、3/v…，不能到達(dá)檢測(cè)器的離子 1/2v、3/2v、5/2v ... 用鋸齒波形表示其變換趨勢(shì)，可根據(jù)文獻(xiàn)＼[30＼]中的公式（3）表現(xiàn)出來。
其中，|FS（v）exp|表示逆傅立葉變換，表示卷積； m（t）為很多函數(shù)的和， b為分分辨率。公式中的旁瓣信號(hào)值為主瓣信號(hào)值的1/27，旁瓣時(shí)間則為主瓣時(shí)間的3倍。由于電噴霧離子遷移譜分析時(shí)其溶劑峰的強(qiáng)度較大，產(chǎn)生的變換鏡像峰可能會(huì)干擾正常的離子遷移譜圖。為避免變換鏡像峰的干擾，本研究采用與離子門方波Chirp信號(hào)同相的余弦信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)相關(guān)，可消除變換鏡像峰的影響[31]。
3.1.2 譜圖分辨率及變換鏡像峰比較 以90%甲醇作為電噴霧溶劑，分別記錄Chirp Z變換法和FT變換法處理的NanoESIIMS的響應(yīng)譜圖，結(jié)果如圖2。其中Chirp Z和FT變換法的掃描時(shí)間為2000 ms，掃頻速度為4000 Hz/s，采樣速率為50000 p/s。從圖2可見，Chirp Z變換法明顯優(yōu)于FT變換法，這是由于Chirp Z法增加采樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)一步拉開密集頻率成分，減少干涉產(chǎn)生的影響，使曲線更加圓滑，遷移時(shí)間的測(cè)量更加精確。Chirp Z變換法在實(shí)現(xiàn)局部溶劑峰譜圖放大的同時(shí)提高了局部頻域范圍內(nèi)的采樣分辨率，與文獻(xiàn)[32]所述相近； 而FT變換法由于采樣點(diǎn)數(shù)少，時(shí)間間隔大， 致使曲線不夠圓滑，遷移時(shí)間的測(cè)量誤差較大。
從圖2可見，Chirp Z變換法和FT變換法的溶劑峰出峰時(shí)間均約為8.0 ms，F(xiàn)T變換法在溶劑峰出峰時(shí)間的3倍位置出現(xiàn)一個(gè)變換鏡像峰。Chirp Z變換法先將離子流進(jìn)行占空比為50%的方波頻率信號(hào)調(diào)制，放大后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)曲線，其次采用方波頻率信號(hào)同相或反相的正弦Chirp信號(hào)以及方波Chirp信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的曲線分別相關(guān)，相關(guān)的相位與原方波Chirp信號(hào)相同，相關(guān)后的信號(hào)進(jìn)行加窗運(yùn)算（Welch函數(shù)），將加窗后的信號(hào)進(jìn)行Chirp Z變換，并對(duì)變換后的信號(hào)進(jìn)行比較，濾去了變換產(chǎn)生的鏡像峰。
3.1.3 信噪比、分辨率的比較 采用Chirp Z 變換法和FT變換法兩種方法分別測(cè)定T4A、T5A、T6A、T7A、T8A和T10A的信噪比和分辨率，結(jié)果分別見圖3和圖4。
從圖3和圖4可見，Chirp Z 變換法的信噪比與FT變換法的信噪比差異較小，而Chirp Z 變換法的分辨率要優(yōu)于FT法的分辨率，這是因?yàn)镃hirp Z變換法先測(cè)出主瓣的位置，再對(duì)主瓣進(jìn)行局部細(xì)化，從而降低采樣間隔，增大頻域采樣點(diǎn)數(shù)，減少干涉產(chǎn)生的誤差，獲得較高精度的漂移時(shí)間，從而提高局部光譜分辨率，使光譜圖質(zhì)量更高。
3.2 NanoESIIMS條件的優(yōu)化
3.2.1 溶液流速對(duì)信噪比的影響 大氣壓下的離子遷移譜ESI 源和遷移管之間無真空接口，ESI 只能接受較低流速的溶劑，在優(yōu)化條件下，考察了溶液流速為4～25 μL/min對(duì)NanoESIChirp Z IMS信噪比的影響，結(jié)果見圖5。
由圖5可見，流速在4～25 μL/min 范圍內(nèi)，6種四烷基溴化銨類化合物的信噪比逐漸增加； 流速超過8 μL/min時(shí)，信噪比呈下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)镮MS的ESI只能承受μL/min流速水平的溶劑[15]； 繼續(xù)增加流速會(huì)導(dǎo)致溶劑脫除困難，離子化效率低，同時(shí)電噴霧過程中產(chǎn)生的帶電液滴會(huì)增加譜圖的噪音，從而降低信噪比。
3.2.2 溶劑組成對(duì)信噪比影響 在優(yōu)化條件下，考察20%～95%甲醇為溶劑時(shí)對(duì)NanoESIChirp Z IMS信噪比的影響。如圖6所示，采用甲醇水體系時(shí)，隨甲醇含量增加，離子化效率逐漸增大，噪音隨之降低，6種四烷基溴化銨類化合物的信噪比均呈逐漸增加的趨勢(shì)，在甲醇含量>90%時(shí)，信噪比^好并趨于穩(wěn)定。
3.2.3 霧電壓對(duì)信噪比影響 在優(yōu)化條件下，考察噴霧電壓為2.5～5.0 kV時(shí)對(duì)NanoESIChirp Z IMS信噪比的影響，如圖7所示，噴霧電流均隨噴霧電壓的升高而增大，當(dāng)噴霧電壓為4.5 kV時(shí)，6種四烷基溴化銨的信噪比達(dá)到最大值。這是因?yàn)殡S著噴霧電壓的增加，單位時(shí)間內(nèi)生成的離子數(shù)量增加，進(jìn)而提高電噴霧的離子化效率，當(dāng)噴霧電壓超過4.5 kV時(shí)，遷移管內(nèi)容易出現(xiàn)電暈放電，從而使譜圖變得復(fù)雜。
3.3 HPLCNanoESIIMS聯(lián)用分析四烷基溴化銨離子
圖8分別是采用Chirp Z變換法和FT變換法使用HPLC與NanoESIIMS 聯(lián)用系統(tǒng)，在NanoESIIMS的優(yōu)化條件下依次檢測(cè)T4A、T5A、T6A、T7A、T8A和T10A混合物得到的二維圖。從圖8可見，方法的漂移時(shí)間略有差異，采用Chirp Z變換法6種化合物的漂移時(shí)間范圍為15.4～30.05 ms，而FT變換法的漂移時(shí)間范圍為15.75～30.25 ms。這是由于Chirp Z變換法增加了采樣點(diǎn)數(shù)，拉開了密集成分，從而可獲得較高精度的漂移時(shí)間。從圖8可見， 6種四烷基溴化銨銨類化合物沒有完全分開，但二維譜圖中可清晰地觀察到 6種四烷基溴化銨離子是分開的，說明液相色譜與離子遷移譜分離機(jī)理不同，相互正交，充分體現(xiàn)了二維分離手段在兩種分離能力互補(bǔ)方面的特性，因而具有更高的選擇性和更大的峰容量。其與已有聯(lián)用研究[33]比較，Chirp Z變換法在計(jì)算方法更精準(zhǔn)，有效地提高了分析的占空比，進(jìn)而提高分析的靈敏度， 并保證第二維分離的采樣頻率，從而使液相色譜離子遷移譜的聯(lián)用分析方法真正成為一種高峰容量、高靈敏度的分析方法。
3.4 分析方法的考察
3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備 運(yùn)用HPLCNanoESIIMS 聯(lián)用系統(tǒng)，采用Chirp Z變換法依次測(cè)定混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，以峰面積為縱坐標(biāo)（y），摩爾濃度為橫坐標(biāo)（x），進(jìn)行線性回歸，得6種四烷基溴化銨的回歸方程，結(jié)果見表2。用Chirp Z變換法測(cè)定的T4A、T5A、T6A、T7A、T8A和T10A的線性范圍為5～100 μmol/L和10～100 μmol/L，相關(guān)系數(shù)為0.9963～0.9988。表明各化合物在相應(yīng)物質(zhì)的量濃度范圍內(nèi)線性良好。
3.4.2 檢出限 運(yùn)用HPLCNanoESIIMS 聯(lián)用系統(tǒng)，采用Chirp Z變換法依次測(cè)定混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，以S/N=3計(jì)算檢出限，結(jié)果見表2。用Chirp Z變換法測(cè)定的T4A、T5A、T6A、T7A、T8A和T10A的檢出限（RSD =3）分別為 2.46、2.03、2.09、3.28、5.17和7.00 μmol/L，其值高于文獻(xiàn)[23]中檢測(cè)結(jié)果（0.8～1.0 mg/L）。這主要是由于兩方面原因：一是由于使用柱后補(bǔ)充液稀釋了分析物的濃度； 二是色譜分離后化合物在流出液中的濃度大為降低，而ESIIMS為濃度型檢測(cè)器，其二維分離的靈敏度與單獨(dú)的IMS分析有所有同。
3.4.3 兩種方法的精密度和重復(fù)性比較 選用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（濃度20 μmol/L）為考察樣品，采用2.4節(jié)中的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法， 用HPLCNanoESIIMS 聯(lián)用系統(tǒng)Chirp Z變換法平行測(cè)定6次，進(jìn)樣體積8 μL，再平行制備6份樣品溶液，在選定測(cè)試條件下依次測(cè)定，進(jìn)樣體積8 μL，計(jì)算各化合物峰面積的RSD值，結(jié)果見表2。Chirp Z變換法測(cè)定的6種四烷基溴化銨類混合物的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均
4 結(jié) 論
IMS以其簡(jiǎn)單快速、操作方便和檢測(cè)限低的優(yōu)點(diǎn)已成為痕量化合物現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用最成功、最廣泛的技術(shù)之一。本研究成功搭建了一套 HPLCNanoESIIMS 系統(tǒng)，利用Chirp Z變換法和FT變換法同時(shí)對(duì)6種四烷基溴化銨類化合物進(jìn)行測(cè)定。Chirp Z變換法的遷移時(shí)間精確度優(yōu)于FT變換法，分辨率亦有明顯提高。本方法與已有聯(lián)用方法[33]相比，有效提高了分析的占空比，進(jìn)而提高了分析的靈敏度，并保證第二維分離的采樣頻率，從而使液相色譜離子遷移譜的聯(lián)用分析方法成為一種高峰容量、高靈敏度的分析方法。
References
1 Karasek F W. Plenum Press， 1984， 29（46）： 24-31
2 Ewing R G， Atkinson D A， Eiceman G A， Ewing G J. Talanta， 2001， 54（3）： 515-529
3 Bota G M， Harrington P B. Talanta， 2006， 68（3）： 629-635
4 Verkouteren J R， Staymates J L. Europe PMC， 2011， 206（13）： 190-196
5 Woods A S， Koomen J M， Ruotolo B T， Gillig K J， Russel D H， Fuhrer K， Gonin M， Egan T F， Schultz J A. J. Am. Soc. Mass Spectrom.， 2002， 13（13）： 166-169
6 Young D， Douglas K M，Eiceman G A， Lake D A，Johnston M V. Anal. Chim. Acta， 2002， 453（2）： 231-243
7 Perr J M， Furton K G， Almirall J R. J. Sep. Sci.， 2005， 28（28）： 177-183
8 LIU JiWei， PENG LiYing， HUANG Wei， WANG WeiGuo， JIANG DanDan， SUN Qi， LI HaiYang. Chinese J. Anal.Chem.， 2016， 44（11）： 1755-1762
劉驥巍， 彭麗英， 黃 衛(wèi)， 王衛(wèi)國(guó)， 蔣丹丹， 孫 琪， 李海洋. 分析化學(xué)， 2016， 44（11）： 1755-1762
9 Dunn J D，GryniewiczRuzicka C M， Kauffman J F，Westenberger B J， Buhse L F. J. Pharmaceut. Biomed. Anal.， 2011， 54（3）： 469-474
10 Lanucara F， Holman S W， Gray C J， Eyers C E. Nat. Chem.， 2014， 6（4）： 281-294
11 Lindon J C， Nicholson J K， Sidelmann U G， Wilson I D. Drug Metabolism Rev.， 1997， 29（3）： 705-746
12 Eiceman G A， Shoff D B， Harden C S， Snyder A P， Martine P M， Fleischer M E， Watkins M L. Anal. Chem.， 1989， 61（10）： 1093-1099
13 Lee D S， Wu C， Hill H H. J. Chromatogr. A， 1998， 822（1）： 1-9
14 Budimir N， Weston D J， Creaser C S. Analyst， 2007， 132（1）： 34-40
15 Chen C，Hou KY， Wang W G， Li J H， Li H Y. J. Chromatogr. A， 2014， 1358（4）： 192-198
16 CHENG Chuang， WANG WeiGuo， LIANG XiXi， ZHOU QingHua， PENG LiYing， WEN Meng， JU BangYu， ZHAO Kun， LIU Jun， LI HaiYang. Chinese Journal of Chromatography， 2013， 31（4）： 386-391
陳 創(chuàng)， 王衛(wèi)國(guó)， 梁茜茜， 周慶華， 彭麗英， 溫 萌， 鞠幫玉， 趙 琨， 劉 軍， 李海洋. 色譜， 2013， 31（4）： 386-391
17 LIU WenJie， LI GuoZhu， LUO Bi， MENG QingYan， LU YaLing， YIN DuLin. Chinese J. Anal. Chem.， 2015， 43（5）： 788-793
劉文杰， 李國(guó)柱， 羅 碧， 孟慶艷， 盧亞玲， 尹篤林. 分析化學(xué)， 2015， 43（5）： 788-793
18 Chen Y H，Siems W F， Hill H H. Anal. Chim. Acta， 1996， 334（12）： 75-84
19 Knorr F J， Eatherton R L， Siems W F， Hill H H. Anal. Chem.， 1985， 57（57）： 402-406
20 Louis R H S，Siems W F， Jr H H H. Anal. Chem.， 1992， 64（2）： 171-177
21 Tarver Edward E. Abstracts Papers Am. Chem. Soc.， 2005， 219（23）： U119
22 Viterbo E， Boutros J. IEEE T. Inform. Theory， 1999， 45（5）： 1639-1642
23 Rabiner L， Schafer R W， Rader C M. IEEE. T. Audio Electroacoustics， 1969， 17（2）： 86-92
24 Golden G D，Valenzuela R A， Wolniansky P W， Foschini C J. Electron. Lett.， 2014， 35（1）： 14-16
25 Tong R， Cox R W. Magn. Reson. Med.， 1999， 41（2）： 253-256
26 Lanari R， Hensley S， Rosen P A. IEE ProceedingsRadar Sonar Navigation， 1998， 145（5）： 254-261
27 Lanari R， Hensley S， Rosen P. IEEE Xplore， 1998： 636-638
28 Eiceman G A， Karpas Z. Crc. Press， 2005
29 Siems W F， Wu C， Tarver E E， Hill H H， Larsen P R， McMinn D G. Anal. Chem.， 1994， 66（23）： 4195-4201
30 WU JunJie， ZHENG XiaoBao， XU Wei， LONG Wei. Chinese J. Radio Sci.， 2009， 24（4）： 709-713
強(qiáng)〗埽 鄭小保， 徐 威， 龍 偉. 電波科學(xué)學(xué)報(bào)， 2009， 24（4）： 709-713
31 Kaffanke J， Dierkes T， Romanzetti S， Halse M， Rioux J， Leach M O， Balcom B， Shah N J. J. Magn. Reson.， 2006， 178（1）： 121-128
32 Budimir N， Weston D J， Creaser C S. Analyst， 2007， 132（1）： 34-40
33 Tadjimukhamedov F K， Stone J A， Papanastasiou D， Rodriguez J E， Mueller W， Sukumar H， Eiceman G. Inter. J. Ion Mobility Spectrom.， 2008， 11（1）： 51-60
Abstract By combining frequency modulation Chirp Z transform ion mobility spectrometers （IMS） and multi nozzle electrospray array ionization source， a method of NanoESIChirp Z transform ion mobility spectrometryhigh performance liquid chromatography was developed for the determination of nalkyl ammonium bromide compounds. The parameters of NanoESIChirp Z transform IMS such as electric field intensity， solvent composition， and solution flow rate were investigated and optimized. Subsequently， four kinds of nalkyl ammonium bromide compounds were respectively detected by this developed Chirp Z transform method and Fourier transform method， and the obtained results were compared. The result indicated that the optimum conditions were electric field intensity of 4.5 kV， and ESI solution flow rate of 8 μL/min. Then a test mixture containing tetrabutylammonium bromide， tetrapentylammoniumbromide， tetrahexylammonium bromide， tetraheptylammonium bromide， tetranoctylammoniumbromideandtetrakis（decyl） ammonium bromide was successfully separated and determined by the HPLCnanoESIChirp Z IMS method.Chirp Z transform method provided higher signal to noise ratio compared to conventional signal averaging method， and was superior to FT method in the determination of drift time.
Keywords Chirp Z transform； Ion mobility spectrometry； High performance liquid chromatography
篇10
關(guān)鍵詞：超聲萃取；三聚氰胺；乳制品；陽離子交換色譜
中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/ki.1672-3198.2016.06.092
1引言
由于食品和飼料工業(yè)蛋白質(zhì)含量測(cè)試方法的缺陷，三聚氰胺常被不法商人用作食品添加劑，以提升食品檢測(cè)中的蛋白質(zhì)含量。寵物飼料及嬰幼兒奶粉中非法添加三聚氰胺，造成對(duì)健康的危害。三聚氰胺的檢測(cè)頗受關(guān)注。目前對(duì)三聚氰胺的檢測(cè)主要局限于飼料類產(chǎn)品，多用離子對(duì)色譜法，雖然國(guó)家已出臺(tái)了三聚氰胺的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，前處理采用固相萃取技術(shù)，存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力，有機(jī)溶劑使用量較大的缺點(diǎn)。國(guó)外關(guān)于三聚氰胺的分析方法主要是色譜法，如HPLC，GC/MS和LC/MS/MS，也有用拉曼光譜進(jìn)行檢測(cè)的報(bào)道，但均未見乳制品中三聚氰胺檢測(cè)的報(bào)道。乳制品含有脂肪、蛋白質(zhì)，若前處理不好，低含量的三聚氰胺的檢測(cè)易受干擾。超聲萃取是一種有效的前處理方法，萃取溶劑的選擇對(duì)超聲萃取效果影響極大。針對(duì)目前乳制品中三聚氰胺的檢測(cè)樣品量大，建立簡(jiǎn)單、快速、可靠的乳制品中三聚氰胺的分析方法非常必要。
本文采用1%三氯乙酸乙腈溶液為提取液的超聲萃取為前處理方法，以二極管陣列紫外檢測(cè)器作為定性定量手段，采用陽離子交換色譜方法，建立了一種回收率高，快捷，穩(wěn)定的乳制品中三聚氰胺的檢測(cè)方法。
2實(shí)驗(yàn)部分
2.1儀器與試劑
Waters 2695高效液相色譜儀，Waters 996PAD二極管陣列檢測(cè)器（美國(guó)waters公司）；渦旋混合儀；（上海滬西分析儀器廠，WH-3）超聲清洗器（上海KU-DOS超聲儀器有限公司，SK7200LH）。
三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)品（純度大于99%，百靈威公司）用1：1甲醇水配制成10ttg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，于-4℃下避光保存，根據(jù)需要稀釋成適當(dāng)濃度的工作液。實(shí)驗(yàn)所用液態(tài)奶樣品，奶粉樣品均為武漢產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所日常檢測(cè)用品。
2.2實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1超聲萃取條件
取2.00g液體奶樣品置于50.0mL比色管中，然后加入10.00mL1%三氯乙酸乙腈溶液，渦旋混勻，超聲提取15min后，再次渦旋混勻，靜置，取上清液過0.2tim微孔濾膜，備檢測(cè)用。
取2.00g奶粉樣品置于50.0mL比色管中，先加入5.00mL二次水溶解，渦旋混勻后，與液體奶預(yù)處理步驟相同。
2.2.2色譜條件
色譜柱：Luna―scx（4.6×250mm，5μm，美國(guó)菲羅門公司）；流動(dòng)相：A相為50mmol磷酸二氫鉀溶液（pH=2.5），B相為乙腈，A：B=35：65，等度洗脫；流速：1.0mL/min；進(jìn)樣量：30μL；檢測(cè)波長(zhǎng)：235nm。
3結(jié)果與討論
3.1超神萃取條件的優(yōu)化
3.1.1萃取方法及萃取液的選擇
通常用液一液萃取法提取乳制品中的三聚氰胺，由于乳制品中蛋白質(zhì)的含量較多，蛋白質(zhì)變性后會(huì)將中心的樣品包裹起來，即使通過超聲波，高速振蕩等方法也很難將包被層破壞掉，使樣品不能被充分的提取。本文針對(duì)乳制品的特點(diǎn)，分別稱取5份空白液體奶樣品和奶粉樣品，添加10μg/g的三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)工作液，分別用5種不同提取液進(jìn)行預(yù)處理，用LC―PAD進(jìn)行分離檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。
由表1可見，單獨(dú)使用甲醇回收率很低；使用乙腈做提取液回收率提高到83.2%，但仍不能滿足分析的要求；1：1甲醇與水的混合溶劑進(jìn)行提取時(shí)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)沉降緩慢，需進(jìn)行12000r高速離心才能夠分層。先用1%三氯乙酸水溶液，然后用乙腈提取回收率葉較低；單獨(dú)用三氯乙酸提取，回收率只有35.%，仍無法滿足分析要求。含有1%三氯乙酸的乙腈溶液進(jìn)行提取，液態(tài)奶與奶粉的回收率均在93%以上，效果最佳。因此本研究確定提取液為1%三氯乙酸乙腈溶液。
3.1.2提取液體積的優(yōu)化
萃取液體積對(duì)回收率有重要影響。為了確保三聚氰胺能夠全部提取出來，本研究提高了液態(tài)奶及奶粉中的添加水平（500μg/g），先按照3.1.1確定的方法分別加入5.00mL，10.00mL，15.00mL，20.00mL，25.00mL，30.00mL1%三氯乙酸乙腈溶液，渦旋混合，超聲提取15min，進(jìn)行分離檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，結(jié)果表明，提取液體積在大于10.00mL后，提取出的三聚氰胺的總量不再增加。提取液體積為5.00mL時(shí)，反應(yīng)體系不易分層，需用12000r/min轉(zhuǎn)速離心；若提取液體積過大，會(huì)因稀釋比例過大導(dǎo)致方法檢出限偏高。故本文提取液用量定為10.00mL。
3.1.3超聲提取時(shí)間的優(yōu)化
超聲提取時(shí)間可影響三聚氰胺的回收率。分別稱取5份空白液體奶樣品和奶粉樣品，添加三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)工作液到10/μg/g，按照3.1.1和3.1.2節(jié)所述方法，分別加入10.00mL1%三氯乙酸乙腈溶液，渦旋混合，分別超聲提取0min，5min，10min，15min，20min，25min，30min，然后進(jìn)行分離檢測(cè)，結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明，超聲提取能夠大幅提高回收率，在超聲時(shí)間大于15min之后，三聚氰胺的回收率基本不再增加。故本文超聲提取時(shí)間定為15min。
3.2色譜條件的優(yōu)化
比較了C8（4.6×250mm，5/μm），C18（4.6×250mm，5μm）和Luna―sex（4.6×250mm，5/μm）三種色譜柱的分離情況。其中C8柱和C18柱按照國(guó)標(biāo)方法給定的色譜條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，選用C8柱和C18柱，應(yīng)用離子對(duì)試劑進(jìn)行分離，空白樣品中有一雜質(zhì)峰與目標(biāo)峰發(fā)生重疊，檢測(cè)結(jié)果受到較大干擾，如圖3（a），（b）所示分別為應(yīng)用C8柱和C18柱的空白樣品和三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖。
而選用強(qiáng)陽離子型色譜柱Luna―SCX，以50mmol磷酸鹽（pH=2.5）：乙腈（35：65）為流動(dòng)相，大部分雜質(zhì)在死時(shí)間即被洗脫，能夠很好的與所有雜質(zhì)峰分離，見圖3（c），分別是空白樣品，三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)品及空白加標(biāo)樣品的色譜圖。由圖可見，雜質(zhì)峰和三聚氰胺完全得到分離，因此本研究選擇上述Luna-scx色譜柱作為分離柱；選用235nm作為檢測(cè)波長(zhǎng)。
3.3方法的線性范圍，檢出限。回收率和精密度
采用外標(biāo)法定量，三聚氰胺在液態(tài)奶及奶粉中的線性范圍為0.5～400μg/g，相關(guān)系數(shù)均大于0.99。以陰性樣品為測(cè)試樣品，添加不同濃度水平的三聚氰胺，每個(gè)水平做6個(gè)平行樣，計(jì)算回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見表2。通過低濃度（0.5μg/kg）添加樣品，以3倍信噪比為檢出限（LOD），計(jì)算得出三聚氰胺的檢出限為0.02μg/g，同樣條件下，以10倍信噪比為定量下限（LOQ），計(jì)算出三聚氰胺的定量下限為0.5μg/g。
3.4乳制品中三聚氰胺的測(cè)定
