母乳中氯离子和硝酸根离子含量检测方案(离子色谱仪)

2400 650 5118(支持手机用户) 引言 母乳和婴幼儿乳制品中的微量元素是对婴幼儿身体健康有着重要作用。但如果长期食用含钠、钾、钙、镁、氯等离子过高的母乳或奶粉，会打破婴幼儿体液的正常平衡，导致肾脏负荷加重，甚至会危害心血管系统。11.2]因此，阴离子如氯、硝酸根等离子的添加量也是影响乳制品质量的重要指标；而母乳中氯离子、硝酸根等阴离子的检测则对改善婴幼儿母亲膳食，提高母乳质量具有参考价值。离子色谱作为常见的检测手段在阴离子测定中有诸多应用；对于复杂基体样品分析，离子色谱-质谱(IC-MS)则成为一种高选择性分析的有效工具。[3，4] 仪器 Thermo ScientificTM DionexTM ICS-5000*离子色谱系统，包括： -ICS-5000* DP高压泵 -ICS-5000* EG 淋洗液发生器 -ICS-5000* DC 检测器(含Thermo Scientific TMDionexTM IC CubeTM 谱立方和高压脱气装置) Thermo ScientificTM DionexTM AS-AP自动进样器 Thermo ScientificTM DionexTM MSQTM Plus质谱检测器 Thermo ScientificTM SorvallTM ST16台式离心机(P/N75004240) Thermo ScientificTM DionexTM ChromeleonTM 色谱工作站 试剂和标准品 去离子水(Thermo ScientificTM genPure ProTM UV-TOC， P/N 50131948) 氟离子( Fisher Scientific P/N S299-100) 氯离子( Fisher Scientific P/N S671-500) 溴离子( Fisher Scientific P/N S255-500) 硫酸根( Fisher Scientific P/N S429-500) 磷酸根(Fisher Scientific P/N S377-500) 亚硝酸根(Fisher Scientific P/N S347-250) 硝酸根( Fisher Scientific P/N S343-500) ( 碘离子( Fisher Scientific P/N S324-100) ) ( 柠檬酸根 ( Fis h er Scientific P/N P218-500) ) ( 氯仿( Fisher Scientific C607SK-1 ) ) Thermo ScientificTM Dionex TM OnGuardTM RP柱(P/N 39595) Thermo ScientificTM Target2 TM Nylon Syringe Filters(0.45 um， 30mm， P/N F2500-1) 一次性使用无菌注射器，1mL(上海米沙瓦医科工业有限公司) 标准溶液制备 准确称取一定量(精确到0.001g)的含氟离子，氯离子，亚硝酸根，溴离子，硝酸根，硫酸根，碘离子，磷酸根，柠檬酸根的钠盐分别配制成浓度均为1.000 g/L的标准品储备液。取上述标准品储备液配制含氟离子、氯离子、亚硝酸根、溴离子、硝酸根、硫酸根、碘离子、磷酸根和柠檬酸根的浓度分别为6.5、6.0、10、16、16、4.0、30、12和26mg/L的混合标准溶液。 取适量的氯离子标准品储备液(1.000g/L)，以水逐级稀释成浓度分别为0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0和5.0mg/L的标准工作溶液。 取适量硝酸根离子标准品储备液(1.000 g/L)，以水逐级稀释成浓度分别为0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0和5.0mg/L的标准工作溶液 样品溶液和加标样品溶液制备 称取母乳试样1.0g(精确至0.001g)，加超纯水14mL，摇匀，振荡5 min， 加入4mL氯仿，摇晃，静置20min。然后取上层水相液体在10000rpm下离心10min。取上清液过Dionex OnGuard RP小柱，用孔径为0.45pm水相针式滤器过滤后直接进样。弃去前面3mL，收集后面洗脱液待测。 称取母乳样品1.000g，准确加入0.90mL 1.000 g/L的氯离子标液和0.19mL 1.000g/L的磷酸根离子标液，同样用水稀释。按照样品溶液制备法后续方法操作，得到氯离子加标量为0.9mg/g、磷酸根离子加标量为0.19mg/g的混合加标样品溶液。 称取母乳样品1.000g， 准确加入0.42mL 0.02g/L的硝酸根离子标液，同样用水稀释。按照样品溶液制备法后续方法操作，得到加标量为0.0084 mg/g的硝酸根离子加标样品溶液。 以上样品可根据测定时的实际需要适度稀释。 Dionex OnGuard RP柱活化：用10mL甲醇活化，接着用10mL去离子水冲洗RP小柱，推动速度不超过3mL/min。放置20min备用。此RP小柱可反复使用，每次使用前按照上述步骤重新活化即可。 色谱条件 保护柱： lonPac AG19 保护柱， 50×4mm， (P/N 062887) 分析柱： lonPac AS19 分离柱，250×4mm， (P/N062885) 淋洗液： KOH梯度， 0-12 min 2mm；12-35min， 2-18mm； 35-40min， 18-50M； 40- 50min， 50mm； 50.1-60min， 2mm， 流速： 1.2 mL/min 柱温： 30°C 检测器： 电导检测 定量环： 25uL 抑制器： 阴离子自动电解连续再生微膜抑制器ASRS300-4mm(P/N 064554)，抑制电流149mA 背压： 2152psi 背景电导：0.3pS 质谱条件 离子源： ESI 操作模式：负离子模式 探针温度：450℃ 锥孔电压：50V SIM模式： 35m/z 氯离子 97 m/z 磷酸根离子 191 m/z 柠檬酸根离子62 m/z 硝酸根离子 驻留时间：0.5s，对于所有SIM通道 扫描： SIM扫描 标准品色谱图 lonPac AS19是一款高容量，氢氧根体系阴离子交换色谱柱，用来检测各种样品中卤氧化物和无机阴离子。按照所述色谱条件，分离了9种阴离子。如图1所示，各离子的色谱峰峰型良好，基线平稳，能够达到较好的分离效果。 图1.阴离子标准溶液色谱图.色谱峰：1-氟离子，2-氯离子，3-亚硝酸根离子，4-溴离子，5-硝酸根离子，6-硫酸根离子，7-碘离子，8-磷酸根离子，9-柠檬酸根离子 方法的重现性、线性范围和检测限 为考察方法的重重性，连续进样7次浓度均为1.0mg/L的氯离子和硝酸根离子标准溶液，测得被测离子的保留时间(t)和色谱峰面积(A)的相对标准偏差(RSD)，结果见表1。 表1.氯离子和硝酸根离子的保留时间和色谱峰面积的相对标准偏差 被测离子 t RSD(%) A RSD(%) CF 0.00 0.51 NO： 0.01 0.64 依次进样氯离子和硝酸根离子标准工作溶液，每个浓度进样3针。分别以氯离子和硝酸根离子的浓度(c， mg/L)为横坐标，以色谱峰面积(A)的平均值为纵坐标，绘制标准工作曲线，考察线性范围，如图2所示，结果见表2。以信噪比S/N=3计算方法对氯离子和硝酸根离子的检测线(LOD)，结果亦见表2。 表2.氯离子和硝酸根离子的标准工作曲线、线性范围和方法检测限 被测离子 线性方程 线性相关系数(r) 线性范围(mg/L) LOD(ug/L) C A=0.2571c -0.0055 0.9999 0.02-5.0 8.5 NO A=0.1533c-0.0041 0.9995 0.05-5.0 10.5 图2.(A)氯离子和(B)硝酸根离子的标准工作曲线 母乳样品测定 将处理好的母乳样品溶液，按所述色谱和质谱条件进样分析。 测定氯离子时，由于其含量较高，且电导率较大，需要用去离子水对处理好的母乳样品溶液进行100倍稀释，得到如图3所示的色谱和质谱(SIM模式)图。通过对比保留时间和质谱分子量相关信息，确定色谱图中峰1为氯离子(tg=22.5min)。图3中的样品色谱保留时间和质谱分子量相关信息说明母乳样品中也含有磷酸根离子(峰2， tn = 43min) 和柠檬酸根离子(峰3， tg=46min)，通过质谱对母乳样品中的磷酸根离子和柠檬酸根离子进行单点校正定量。另外，图3C表明母乳样品中存在一个分 子量同为97的离子(tg=39min)， 根据与图1中各离子的保留时间的比对，可确认此峰为硫酸根离子。图4为母乳样品和氯离子/磷酸根离子加标母乳样品溶液色谱图，测定结果见表3。 图3.稀释100倍的母乳样品(A)色谱图，(B)质谱图(m/z，35.0)， (C)质谱图(m/z，97.0)，(D)质谱图(m/z，191).色谱峰：1-氯离子，2-磷酸根离子，3-柠檬酸根离子 图4.母乳样品色谱图.(a)空白，(b)稀释100倍的母乳样品，(c)稀释100倍的氯离子/磷酸根离子混合加标样品.色谱峰：1-氯离子，2-磷酸根离子，3-柠檬酸根离子 测定硝酸根离子时，由于其含量较低，则无需稀释，直接进样处理好的母乳样品溶液即可，得到如图5所示的色谱和质谱(SIM模式)图。通过对比保留时间和质谱分子量相关信息，确定色谱图中峰1为硝酸根离子(t= 30.3min)。图6为母乳样品和硝酸根离子加标母乳样品溶液色谱图，测定结果见表3。 图5.母乳样品(A)色谱图，，(B)质谱图(m/z， 61.50-62.50).色谱峰：1-硝酸根离子 图6.母乳样品色谱图.(a)空白，(b)母乳样品， (c)硝酸根离子加标样品.色谱峰：1-硝酸根离子 表3.母乳样品测定结果 被测离子 检出量 (mg/g) 加标样品 加入量(mg/g) 测得量(mg/g) 回收率(%) 0.91 0.90 0.87 97 NO： 0.0088 0.0084 0.0082 98 PO 0.15* 0.19 0.16 85 柠檬酸根 1.33* / / / *通过质谱进行单点校正定量 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 结论 本方法建立了母乳中阴离子成分的离子色谱检测方法，并用离子色谱-质谱进行验证。方法线性范围宽，线性关系良好，回收率高，为健康咨询和奶制品行业的产品质量控制提供了技术支持。 ( [1]张艳，严利民，高萍.离子色谱法测定牛奶或奶 粉中亚硝酸盐、硝酸盐及氯化物.食品与机械， 2006，22(3)， 1 39-141. ) ( [21 李良，王晴，江勇，朱惠芳，黄伟华.离子色谱法同时测定奶粉中亚硝酸根、硝酸根、氯离子和磷酸根.理化检验-化学分册，2007，43(10)， 835-837. ) ( 3] T hermoFisher Scientif i c (中国) AB_ C _IC-004：郑 洪国，程喜明.离子色谱串联质谱检测血液中痕量草甘膦的含量. ) [4]1周海波，陈林，闫永利，离子色谱-质谱联用(IC/MS)法检测葡萄酒样品中的柠檬酸.食品安全质量检测学报，2013，4(6)，1835-1840