环境水中亚精胺检测方案(离子色谱仪)

2009年7月July 2009色 谱Chinese Joumal of Chrom atog raphyVol 27 No 4505~508 色 谱·506•第227卷 离子色谱法同时测定水源水中的5种生物胺 赵新颖， 焦 霞’ 夏 敏， 刘 清， 张经华 (1北京市理化分析测试中心，北京100089，2青岛盛瀚色谱技术有限公司，山东青岛266101) 摘要：建立了离子色谱(IC)同时测定水源水中5种生物胺(BA)(腐胺、尸胺、组安、亚精胺和精胺)的方法。样品经0.45lm水膜过滤后，用 TSK-GEL SuperC 阳离子交换柱(150mmx4.6mm)分离，以甲磺酸水溶液为流动相梯度淋洗，流速为 1.0mL /m in 非抑制电导检测，进样量为100ⅡL 实验结果表明，5种生物胺可以实现基线分离；在1.0~30.0mg/L范围内，其峰面积与质量浓度之间的线性关系良好；保留时间的相对标准偏差 (RSD)均不高于0. 02%，峰面积的 RSD小于2.08；加标回收率为96.0%~107.0%。该法简便、快捷、准确，可以用于水源水中腐胺、尸胺、组安、亚精胺和精胺5种生物胺的同时测定。 关键词：离子色谱法；腐胺；尸胺；组胺；亚精胺；精胺；生物胺；水源水 中图分类号：0658 文献标识码： A 文章编号：1000-8713(2009)04-0505-04 栏目类别：技术与应用 Determ ination of five biogenic am ines insource water by ion chromatography ZHAO Xinying， JIAO Xia， XIA Min， LIU Qing， ZHANG Jinghua (1. B eijing Cen ter for Physical and Chem ica l An alysis， Beijin g 100089， Ch ina；2. Q in gda o Shen ghan Chr om atogra phy T ech E qu ipm en t Co， Ltd.， Q in gdao 266101， Chin a) Abstract An ion chromatographic (I) method was developed for the separation of five biogenic am ines (BAs)，including putrescinecadaverinehhistam nespemm idine and speim inein source water The sample was separated on a TSK-GEL SuperIC cation exchange column(150mm×4.6mm) after filtering treatment by 0.45 Im inorganic membrane M ethanesulfonicacid w as used as eluent for concentration gradient elution at the rate of1. 0 mL/min The injection volume was 100 IL and the BAs were detected by a non suppressed conductivity detectorThe result show ed that the baseline separation w as obtained for the 5 kinds of BAs The linearrelationships between the concentration and the peak area were obtained in the concentrationrange of 1. 0-30.0mg/L The relative standard deviations (RSDs) of retention time and peakarea were no more than 0.02 and 2.08%，respectively The recoveries were from 96.0% to107.0%.Them ethod is smpl rapidd highly sensitive and w ith good repeatabilityIt could beused for the detem ination the BAs in the source w ater Keywords ion chromatography(IC)； putrescinecadaverinehistam ineespemm idine；spei-nebiogenic am ines (BAs)； source water 生物胺(biogenic am ine BA)是一类具有生物活性、低分子质量的含氮有机化合物的总称。微量生物胺是生物体(包括人体)内的正常活性成分，在生物细胞中具有重要的生理功能。当人体摄入过量的生物胺(尤其是同时摄入多种生物胺)时，会引起头痛、恶心、心悸、血压变化、呼吸紊乱等过敏反应，严重时会危及生命。腐胺、尸胺、组胺、亚精胺和 精胺作为常见的生物胺，均属于剧毒化学物质，且水溶性很好。生物体死亡后，由细菌分解其尸体产生一定量的上述物质，即造成水体污染。 据报道121，多种分析方法可以实现生物胺的分离测定。毛细管电泳法3-5]和高效液相色谱法16-81利用衍生可以同时测定上述5种生物胺，灵敏度高、准确性好，但衍生反应条件苛刻，且衍生试剂具有毒性。 ( *通讯联系人：赵新颖，硕士. Tel (01 0 )68719780 E-mail z haoxinying _ 123@ s i na c o m. ) ( 基金项目：北京市科学技术研究院高素质人才团队资助项目(2008年). ) 采用薄层色谱法1、电化学生物传感器法惑1911]和离子色谱法2则不需衍生即可测定，但是同时测定上述5种生物胺的方法未见报道。离子色谱法作为测定水质样品的有利手段，具有前处理方法简单、快捷、灵敏度高的特点，在生物胺的分析测定上也有应用。 本文根据待分析组分的结构特点，确定了高选择性的色谱普，实现了腐胺、尸胺、组胺、亚精胺和精胺5种组分的同时分离和测定。利用此法对“5·12”地震后受灾区域的各种水源水进行了测定，测定结果及时、准确，为灾区人民饮水安全提供了有效保障。 1实验部分 11仪器和试剂 CIC-100标准型离子普谱仪(青岛盛瀚色谱技术有限公司)，配有非抑制电导检测器、高压双柱塞二元泵、100HL定量环、HW2000色谱工作站、2mL玻璃注射器手动进样、TSK-GEL SuperIC-CationColumn(150 mm × 4.6 mm， NO. K0057，日本TOSOH公司)， M illiQ超纯水系统(美国M illipore公司)。 标准样品：腐胺(纯度99%)、尸胺(纯度98%)、组胺(纯度99%)、亚精胺(纯度99%)和精胺(纯度97%)(美国Sigma公司)，甲磺酸(MSA)、FeCl·6HO、AlC1、NaC1MgCl、KCl CaCl(分析纯，北京化学试剂公司)，实验用水均为电阻率大于18MQ.cm的超纯水。 标准储备液：准确称取标准样品，置于10mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度，摇匀，配制成100mg/L的储备液，于4℃下保存。 流动相储备液：准确移取 MSA置于 500mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度，摇匀，配制成100mmol/L的流动相储备液。取一定量的M SA储备液，用超纯水稀释配制成所需浓度，摇匀，超声，过0. 45 lm微孔水膜，移入淋洗液储备瓶中，超声35min 12色谱条件 11节中所述阳离子色谱柱，以M SA水溶液为流动相进行梯度淋洗，淋洗速度为1.0mL/m in淋洗程序：029.0min 2. 5 mmol/L MSA； 29.138.0 min， 7.5 mmol/L MSA； 38.1 54.0 min， 10mmol/L M SA； 54. 1 60 min 2.5mmol/L MSA， 基线平稳后进行下一次实验。进样量为100 HL；柱温为室温；非抑制电导检测，电流为-60~- 700mV；利用工作站“扣除自身基线”和“负峰倒转”功能，对 2 结果与讨论 2 1色谱条件的优化 腐胺、尸胺、亚精胺和精胺同属脂肪族化合物，而组胺属于杂环族化合物。5种生物胺结构上的差异决定了色谱柱和淋洗液的选择。实验选用了对强电负性分子具有很好选择性的 TSK-GEL SuperIC-Cation Column阳离子色谱柱和常用的阳离子流动相MSA水溶液。结果表明：随着脂肪族生物胺碳链的增长和分子电负性的增加，其保留时间增加，因此出峰先后顺序为腐腐、尸胺、组胺、亚精胺和精胺。淋洗液的速度快慢决定5种生物胺的出峰时间和分离度。淋洗速度过快，腐胺和尸胺的分离度、亚精胺的峰形均会变差；但淋洗速度过慢，分析时间则延长。本文利用梯度淋洗，在50m in内分离测定了水中腐胺、尸胺、组胺、精胺和亚精胺等5种组分，色谱图如图1a所示。 图1 (a)5种生物胺混合标准溶液和(b)都江堰地区水样的色谱图 Figg1(Chromatograms of (a)five b iog enic am inestandard so ltion and (b) awater samplefrom Dujiangyan area 22 标准曲线的绘制 在选定的色谱条件下，将10mg/L的混合标准溶液重复进样7次，得到精密度数据；对系列浓度的混合标准溶液进行测定，以质量浓度X (mg/L)为横坐标、峰面积Y为纵坐标分别绘制标准曲线，得到的回归方程、线性范围、相关系数以及检出限见表1. 23干扰实验 通过添加Na、K*、Cat、Mg、Fe和 Ai等水中常见的阳离子，确定阳离子对5种生物胺分离的影响。根据国家饮用水标准的规定131，通过在5种组分混合标准溶液(10mg/L)中同时添加质量浓度为 10 mg/L的常见阳离子进行干扰实验，测得5种组分迁移时间的变化在-0.4~-0.7%之间，峰面积的变化在-1.5%~1.6%之间。因此，水中常见的阳离子基本不本扰5种组分的分离测定。 nkinet 表1腐胺、尸胺、组胺、亚精胺和精胺测定的精密度(RSD)、回归方程、线性范围和检出限 Table1 Precisions (RSD)， regression equations linear ranges and limits of detection (LOD) ofputrescine， cadaverine， histam ine spemm idine and spe im ine Com pound Regression equation RSD%(n= 7) L inear range/ LOD /(mg/L) re tention tim e peak area (mg/L) (SN=3) Putresc ine Y=475X+6335 (r²=0 9944) 001 2.08 1 0- 30 0 040 Cadaver ine Y=10610X-1810 (r²= 0 9962) 001 205 1 0- 30 0 042 Hista ine Y=3674X+4723 (r²=0 9956) 002 1.92 10-300 041 Spem idine Y=743X- 1583 (r²=0 9998) 001 1.76 1 0- 300 018 Spemm ine Y=733X-6922 (r2=0 9939) 001 0.70 1 0-300 027 Y： peak area X： mass concentration mg/L 24稳定性实验 将自来水过 0.45 lm水膜后，加入 2.0mg/L混合标准溶液，混匀，上机测定。于室温下放置1224，48h后进行测定。结果表明，放置24h，5种组分峰面积的相对标准偏差 (RSD)均小于 5%；放置48h，腐胺和组胺峰面积的 RSD大于10%。因此，样品采集后需在24h内及时测定。 25对照实验 配制已知不同浓度的4份样品，利用高效液相色谱法14)和本文建立的离子色谱法同时测定，实验结果如表2所示。与液相色谱法相比，离子色谱法测得的结果偏差不大，且离子色谱法不需要衍生，样品前处理过程更为简单。 表2离子色谱法和高效液相色谱法【14]测定结果的对照(n=3) Table 2 C om parison of resu lts of high perfom anceliqu id chrom atog raphy l14] and this ionch rom atography (n=3) Campound Added/ Found/(mg/L) Relative deviations % (mg/L) HPLC C HPLC IC Putresc ine 200 205 1.99 25 -05 100 10.9 10.2 90 20 250 22.9 24.8 -84 -08 Cadaver ine 200 2.14 1.92 70 -40 100 11.0 9.70 100 -30 250 27.2 26.0 88 40 H istam ine 200 2.08 2.06 40 30 100 11.4 9.92 170 -80 250 24.1 25.6 - 3 6 24 Spem idine 200 1.63 1.67 -185 -165 100 11.8 11.4 180 140 250 26.0 25.4 40 16 Spem ine 200 2.09 204 45 20 100 121 10.6 21 0 60 250 27.6 25.1 104 04 26加标回收率 在自来水中分别加入2.00 10.0 20.0 mg/L混合标准溶液，经0.45Im水膜过滤后，摇匀，上机测定。加标回收率数据如表3所示。从表3可以看出，5种生物胺的加标回收率为96.0~107.0%，说 表3腐胺、尸胺、组按、亚精胺和精胺在三个浓度下的加标回收率(n=5) Table 3 Recover ies of putrescine cadaverine， histam ine，spem idine and spemm ine spiked in tap water atthree concentrations (n= 5) C om pound Added/ Found/ Recovery/ RSD/ (mg/L) (mg/L) % % Putrescine 200 210 105.0 2.4 100 104 104.0 20 200 207 103.5 1.5 Cadaverine 200 212 106.0 2.9 100 105 105.0 1.2 200 212 106.0 0.9 H istam ine 200 206 103.1 1.9 100 106 106.0 1.4 200 202 101.0 1.6 Spemm id ine 200 198 99.0 3.1 100 978 97.8 3.1 200 19 4 97.0 2.6 Spemm ine 200 214 107.0 3.0 100 997 99.7 23 200 192 96.0 22 27样品分析 在1.2节色谱条件下对2008年5月29日至6月8日都江堰南桥、涪江源头、洛水镇石亭江、映秀镇岷江以及成都西部、南部城区等12个地点的河水、自来水和山泉水进行了连续监测，未检出以上5种生物胺。 3结语 采用离子色谱同时测定水中腐胺、尸尸、组胺、精胺和亚精胺的方法可以满足水中多种生物胺的同时测定，但是方法上存在分离时间过长的问题，需要进一步改进。 ( 参考文献： ) ( [1] Zhang L， P eng C H， Xun Q. Fore ign M edical SciencesPathophysiology and C linical M e d ic ine (张璐，彭朝晖，徐 钤.国外医学：生理、病理科学与临床分册)， 1997 17(1) 51 ) ( [2] OnalAFood Chem， 1 ， 2007 1 03 1475 ) ( [4] FengX J Chen S XuYz e t al J S ep Sci 2008， 31 824 ) ( [5] Cao LW， Meng JX L iu Y I Chi n ese Journal of AnalyticalChem istry (曹丽伟，孟建 新 ，刘咏娟.分析化学)，2008 36 2 4 ) [6] GB/T 20768-2006 ( [7] Mao HM， ChenBG Qi a nXM， eta l M icrochem J 2009， 91 1 76 ) ( [8] Bomke S Seiwert B D udek L et al An a l B ioanal Chem， 2009393 247 ) ( [9] Garc iaM orunoE，Carrascosa A V， Munoz R J Food Prot ) ( 2005，68625 ) ( [10] Draisci R ， Volpe G LucentiniL， et al Food Chem 1 9 98 62：225 ) ( [11] Jean D C C aterina C， F abiano T e t al M eat Sci 2 0 04 67：343 ) ( [12] D e Boiba BM， RohrerJS J C hromatogr A， 2007，115522 ) ( 「131 GB 5479-1985 ) ( [14] GB/T 21970-2008 ) 中国色谱学会第五届理事长、常务理事、秘书长、理事名单 名誉理事长： 卢佩章 王治国 顾问： 陆婉珍 周同惠 俞惟乐 马立人 傅若农 孙毓庆吴采樱名誉理事： 侯镜德 龚健 张汉英陈立仁戴朝政 胡春华 胡国栋邱宗荫秘书长： 许国旺(兼) 副秘书长： 武杰(兼) 张丽华阎超理事长： 张玉奎 副理事长(以汉语拼音为序)： 陈义武杰许国旺 袁倚盛常务理事(以汉语拼音为序)： 蔡宗苇 陈国南 陈>义 邓玉林 冯钰锜 耿信笃 关亚风江桂斌 李攻科 练鸿振 梁鑫淼 刘国诠 刘虎威 师彦平武杰 夏之宁许国旺阎超 袁倚盛 张丽华 张祥民 张玉奎朱岩邹汉法 理事(以汉语拼音为序)： 白泉旁蔡宗苇曹 磊柴逸峰 陈波 陈国南 陈小钢 陈 义程劲松 储晓刚 戴军邓玉林 丁明玉 范国梁冯钰锜 耿信笃 龚波林 关亚风管振喜 郭涛郭伟强 贺浪冲黄志强 江桂斌蒋登高蒋生祥 金美兰 康经武 寇登民 李崇英李发美 李攻科李钧李绍平 李彤练鸿振梁鑫淼 廖杰林峰林金明 刘笔锋刘布鸣 刘国诠刘虎威刘文玉 吕宪禹 罗国安 莫卫民 牟世芬 牟一萍 牛增远 钱小红 屈：锋 屈建任一平沈佐君 师彦平 史建坤苏立强 孙国祥 孙健一田洪孝 田晶汪正范 王道福 王鹏王荣 王远兴武杰夏之宁 邢钧徐小平许国旺 许旭 阎超 杨更亮杨国生杨丽莉 杨永坛尤慧艳于忠山 袁倚盛 张经华 张兰 张丽华 张书胜 张维冰 张祥民 张新祥 张玉奎赵 睿 朱 岩 邹汉法 @ China Academic Journal Electronic Publishing House. 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