水中间氨基苯磺酸检测方案(离子色谱仪)

第17届全国离子色谱会议征文口头报告交流 通讯作者：王存进，EEmail： Ionchromatography@126.com通讯地址：山东省青岛市高新区宝源路780号联东U谷4号楼东，青岛普仁仪器有限公司 阴离子交换色谱法测定水中的间氨基苯磺酸 王存进 青岛普仁仪器有限公司，山东青岛 266000 摘要：建立了阴离子交换分离-紫外可见光检测器测定水中间氨基苯磺酸的方法。比较了抑制电导和紫外可见光两种检测方式以及不同流动相的检测效果。本方法使用紫外可见光检测器，检测波长234nm，对间氨基苯磺酸的检出限、回收率和重现性分别为0.01mg/L、97.0%~98.8%、0.73%。使用硫酸盐流动相可降低背景吸收，提高检测的灵敏度。 关键词：间氨基苯磺酸；阴离子交换；紫外可见检测器； Determination of 3-aminobenzenesulfaonic acid in water by using anion exchangechromatography with UV-Vis detector Wang cunjin Qingdao Puren Instrument. Com. Ltd Qingdao 266000 China Abstract： A mothod was developed by using anion exchange chromatography withUV-Vis detector for the determination of 3-aminobenzenesulfonic acid in water. Theperformance of suppressed conductivity detection and UV-Vis detection and differentmobile phase was evaluated. The limit of detection recovery andrepeatibility(RSD/%， n=5)were 0.01mg/L、97.0%~98.8%、0.73% with UV-Vis detectionrespectively。 The limited of detection is apparently improved by usingsulfate asmobile phase. Key words： 3-aminobenzenesulfonic acid； anion exchange chromatography； UV-Visdetector 间氨基苯磺酸属于氨基苯磺酸类物质，是很多染料、药物、农药的原料1.21，还可以采用碱熔法制成间氨基苯酚。氨基苯磺酸类物质普遍含有毒性，对皮肤刺激，特别是间氨基苯磺酸对人体的致癌、致畸、致突变作用3，因此建立一种灵敏的分析方法来测定间氨基苯磺酸十分必要。 目前已有的文献中多采用高效液相色谱法， C18柱为固定相对间氨基苯磺酸及相关物质进行分离测定11-4。白雪松使用四乙基溴化铵和甲醇为流动相同时分离测定了间氨基苯磺酸和间硝基苯磺酸，流动相中添加离子对试剂有利于增大间氨基苯磺酸的保留但离子对试剂对固定相有害。郭琳琳等使用甲醇+磷酸盐缓冲溶液同时分离测定了间硝基苯磺酸和间氨基苯磺酸，向流动相中添加碳酸铵为碱性修饰剂发现随着碳酸铵质量浓度增大两种磺酸保留时间均延长但间氨基苯磺酸始终保留较弱，在236nm 波长的紫外检测条件下，三倍的信噪比确定的检出限为1.5umol/L，相应的质量浓度为259ug/L。张慧荣3等使用阴离子交换柱、碳酸盐流动相同时分离测定了邻氨基苯磺酸、间氨基苯磺酸、对氨基苯磺酸和2，5-二氨基苯磺酸，在244nm 波长下进行紫外检测，以三倍的信噪比确定的间氨基苯磺酸检出限为0.5mg/Kg。本文以阴离子交换分离紫外可见检测器，测定了间氨基苯磺酸，重点考察了不同的检测器、不同的流动相和不同的检测波长下间氨基苯磺酸的信噪比，得到了明显优于上述方法的检出限，为灵敏的检测间氨基苯磺酸提供了方法。 1 实验部分 1.1仪器与试剂 离子色谱仪： PIC-10型，配有紫外可见光检测器，青岛普仁仪器有限公司 间氨基苯磺酸：纯度98%，上海阿拉丁生化科技有限公司 无水碳酸钠、碳酸氢钠、无水硫酸钠：：优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司 所有溶液均采用电阻率大于18.2兆欧厘米的去离子水配制 1.2色谱条件 色谱柱： NJ-SA-4A(4.6mm×250mm)，流动相：硫酸盐缓冲溶液(PH=9.0)，流速：1.30mL/min，检测器：紫外可见光检测器，检测波长：234nm，进样体积：25 L. 1.3样品前处理 将水样以RP柱和0.22 m滤膜过滤后进样分析。 2 结果与讨论 2.1检测器的选择及检测条件的优化 间氨基苯磺酸虽然具有明显的阴离子特征，但氨基属于强的供电子基团，势必减弱磺酸基团的酸性，相应的电导检测灵敏度也会比较弱；使用 NJ-SA-4A的色谱柱，1.80mMNa2C0s+1.70mMNaHCOs为流动相，使用抑制电导检测时发现间氨基苯磺酸在阴离子交换色谱柱中有保留，2.50mg/L的间氨基苯磺酸溶液在上述条件下信噪比仅为110，这说明间氨基苯磺酸使用碳酸盐流动相、抑制电导检测时灵敏度偏低。保持色谱柱与流动相不变，使用紫外可见光检测器(254nm5)进行检测，发现间氨基苯磺酸在此条件下的信噪比为370。分别在229、234、239、244、249和259nm 波长下测定间氨基苯磺酸的信噪比，发现间氨基苯磺酸的信噪比随波长增长而降低，229nm 波长处最大。但此条件下也出现了一个较大的水负峰，这说明碳酸盐流动相在此波长下也具有一定的紫外吸收。使用硫酸盐缓冲溶液(PH=9.0)做流动相在上述波长下测定间氨基苯磺酸的信噪比，发现在 229nm 和 234nm 波长下使用碳酸盐流动相的信噪比优于硫酸盐流动相，其他波长处信噪比基本一致。考虑到碳酸盐流动相在该波长下出现的水负峰而硫酸盐流动相负峰很小，本方法选用硫酸盐流动相并使用 234nm检测波长。图1为两种流动相条件下检测波长与间氨基苯磺酸信噪比的关系。 图1间氨基苯磺酸的信噪比与检测波长之间的关系 Fig 1 Plot of signal to noise ratio of 3-aminobenzenesulfonic acid versus detectionwavelength 2.2外标曲线、曲线方程、相关系数和检出限 配制不同质量浓度的间氨基苯磺酸溶液，在已知的色谱条件下按照浓度由低到高的顺序依次注入离子色谱仪。绘制质量浓度与峰面积之间的曲线，以3倍的信噪比计算方法的检出限。曲线方程、相关系数和检出限如表1所示。间氨基苯苯酸的色谱图如图2所示。 ( 表1间氨基苯磺酸的线性范围、线性方程、相关系数和检出限 ) ( 通讯作者：王存进， Email： Io nchrom a tography@126.com ) ( 通讯地址：山东省青岛市高新区宝源路780号联东U谷4号楼东，青岛普仁仪器有限公司 ) 图2间氨基苯磺酸的色谱图 Fig 2 Chromatogram of 3-aminobenzenesulfonic acid 2.3加标回收率与重现性 向自来水中加标 1.0mg/L 的间氨基苯磺酸，在已知的色谱条件下进样分析，测定方法的回收率。连续测定5次以评价方法的重现性。测定结果如表2所示。自来水加标的色谱图中间氨基苯磺酸后面出现一个色谱峰，该物质很可能是硝酸盐，两者之间的分离度为2.44，间氨基苯磺酸的保留时间没有发生明显变化。从表中可以看出本方法对间氨基苯磺酸的测定没有明显干扰，方法回收率高重现性好。 表2间氨基苯磺酸方法回收率和重现性 本底值(mg/L) 添加值(mg/L) 测定值(mg/L) 回收率(%) 重现性(RSD/%，n=5) 间氨基苯磺酸 未检出 1.0 0.984 98.4 0.73 0.979 97.9 0.975 97.5 0.970 97.0 0.988 98.8 3结论 建立了使用阴离子交换柱、硫酸盐做流动相，紫外可见光检测器测定间氨基苯磺酸的方法。优化了流动相的组成和检测的波长，因此得到了较高的信噪比和较低的检出限。方法对间氨基苯磺酸测定准确、重现性好，是测定水体中间氨基苯磺酸的好方法。下一步将进行四种氨基苯磺酸类物质的同时分离测定。 ( 参考文献 ) 1.卜陈黎明，丁丁飞， i高效液相色谱法检测间氨基苯酚和间氨基苯磺酸.福建分析测试2008，17(4)，25-26. 2. 白雪松，李付刚，高效液相色谱法分析间氨基苯磺酸.染料与染色2012，49(5)，54-55. 3. 张慧荣，周围，王波，等.，环境水体中4中氨基苯磺酸类物质的 HPLC 法测定.分析试验室2013，32(3)，121-124. 4. 郭琳琳，刘博静，王洪敏，等.，高效液相色谱法测定间硝基苯磺酸还原制备间氨基苯磺酸过程中的间氨基苯磺酸和间硝基苯磺酸.理化检验-化学分册2016，52(7)，792-796. 5. 杨俊佼，左育民，聚合物包覆二氧化锆液相色谱固定相的制备与评价.高等学校化学学报2005，26(1)，35-38. 阴离子交换色谱法测定水中的间氨基苯磺酸 王存进 青岛普仁仪器有限公司，山东青岛  266000 摘要：建立了阴离子交换分离-紫外可见光检测器测定水中间氨基苯磺酸的方法。比较了抑制电导和紫外可见光两种检测方式以及不同流动相的检测效果。本方法使用紫外可见光检测器，检测波长234nm，对间氨基苯磺酸的检出限、回收率和重现性分别为0.01mg/L、97.0%～98.8%、0.73%。使用硫酸盐流动相可降低背景吸收，提高检测的灵敏度。 关键词：间氨基苯磺酸；阴离子交换；紫外可见检测器； Determination of 3-aminobenzenesulfaonic acid in water by using anion exchange chromatography with UV-Vis detector Wang cunjin Qingdao Puren Instrument.Com.Ltd Qingdao 266000 China Abstract: A mothod was developed by using anion exchange chromatography with UV-Vis detector for the determination of 3-aminobenzenesulfonic acid in water.The performance of suppressed conductivity detection and UV-Vis detection and different mobile phase was evaluated.The limit of detection、recovery and repeatibility(RSD/%,n=5)were 0.01mg/L、97.0%～98.8%、0.73% with UV-Vis detection respectively。The limited of detection is apparently improved by using sulfate as mobile phase. Key words: 3-aminobenzenesulfonic acid; anion exchange chromatography; UV-Vis detector 间氨基苯磺酸属于氨基苯磺酸类物质，是很多染料、药物、农药的原料[1,2]，还可以采用碱熔法制成间氨基苯酚[1]。氨基苯磺酸类物质普遍含有毒性，对皮肤刺激，特别是间氨基苯磺酸对人体的致癌、致畸、致突变作用[3]，因此建立一种灵敏的分析方法来测定间氨基苯磺酸十分必要。 目前已有的文献中多采用高效液相色谱法，C18柱为固定相对间氨基苯磺酸及相关物质进行分离测定[1-4]。白雪松[2]使用四乙基溴化铵和甲醇为流动相同时分离测定了间氨基苯磺酸和间硝基苯磺酸，流动相中添加离子对试剂有利于增大间氨基苯磺酸的保留但离子对试剂对固定相有害。郭琳琳[4]等使用甲醇+磷酸盐缓冲溶液同时分离测定了间硝基苯磺酸和间氨基苯磺酸，向流动相中添加碳酸铵为碱性修饰剂发现随着碳酸铵质量浓度增大两种磺酸保留时间均延长但间氨基苯磺酸始终保留较弱，在236nm波长的紫外检测条件下，三倍的信噪比确定的检出限为1.5umol/L，相应的质量浓度为259ug/L。张慧荣[3]等使用阴离子交换柱、碳酸盐流动相同时分离测定了邻氨基苯磺酸、间氨基苯磺酸、对氨基苯磺酸和2,5-二氨基苯磺酸，在244nm波长下进行紫外检测，以三倍的信噪比确定的间氨基苯磺酸检出限为0.5mg/Kg。本文以阴离子交换分离紫外可见检测器，测定了间氨基苯磺酸，重点考察了不同的检测器、不同的流动相和不同的检测波长下间氨基苯磺酸的信噪比，得到了明显优于上述方法的检出限，为灵敏的检测间氨基苯磺酸提供了方法。 1 实验部分 1.1仪器与试剂 离子色谱仪：PIC-10型，配有紫外可见光检测器，青岛普仁仪器有限公司 间氨基苯磺酸：纯度98%，上海阿拉丁生化科技有限公司 无水碳酸钠、碳酸氢钠、无水硫酸钠：优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司 所有溶液均采用电阻率大于18.2兆欧厘米的去离子水配制 1.2色谱条件 色谱柱：NJ-SA-4A（4.6mm250mm），流动相：硫酸盐缓冲溶液（PH=9.0），流速：1.30mL/min，检测器：紫外可见光检测器，检测波长：234nm，进样体积：25L。 1.3 样品前处理 将水样以RP柱和0.22m滤膜过滤后进样分析。 2结果与讨论 2.1检测器的选择及检测条件的优化 间氨基苯磺酸虽然具有明显的阴离子特征，但氨基属于强的供电子基团，势必减弱磺酸基团的酸性，相应的电导检测灵敏度也会比较弱；使用NJ-SA-4A的色谱柱，1.80mMNa2CO3+1.70mMNaHCO3为流动相，使用抑制电导检测时发现间氨基苯磺酸在阴离子交换色谱柱中有保留，2.50mg/L的间氨基苯磺酸溶液在上述条件下信噪比仅为110，这说明间氨基苯磺酸使用碳酸盐流动相、抑制电导检测时灵敏度偏低。保持色谱柱与流动相不变，使用紫外可见光检测器（254nm[5]）进行检测，发现间氨基苯磺酸在此条件下的信噪比为370。分别在229、234、239、244、249和259nm波长下测定间氨基苯磺酸的信噪比，发现间氨基苯磺酸的信噪比随波长增长而降低，229nm波长处最大。但此条件下也出现了一个较大的水负峰，这说明碳酸盐流动相在此波长下也具有一定的紫外吸收。使用硫酸盐缓冲溶液（PH=9.0）做流动相在上述波长下测定间氨基苯磺酸的信噪比，发现在229nm和234nm波长下使用碳酸盐流动相的信噪比优于硫酸盐流动相，其他波长处信噪比基本一致。考虑到碳酸盐流动相在该波长下出现的水负峰而硫酸盐流动相负峰很小，本方法选用硫酸盐流动相并使用234nm检测波长。图1为两种流动相条件下检测波长与间氨基苯磺酸信噪比的关系。                       图1 间氨基苯磺酸的信噪比与检测波长之间的关系 Fig 1 Plot of signal to noise ratio of 3-aminobenzenesulfonic acid versus detection wavelength 2.2外标曲线、曲线方程、相关系数和检出限 配制不同质量浓度的间氨基苯磺酸溶液，在已知的色谱条件下按照浓度由低到高的顺序依次注入离子色谱仪。绘制质量浓度与峰面积之间的曲线，以3倍的信噪比计算方法的检出限。曲线方程、相关系数和检出限如表1所示。间氨基苯磺酸的色谱图如图2所示.  表1 间氨基苯磺酸的线性范围、线性方程、相关系数和检出限                      线性范围(mg/L) 线性方程 相关系数/R2 检出限(mg/L) 间氨基苯磺酸 0.025～25.0 Y=62.01X-1.534 0.9999 0.01   图2 间氨基苯磺酸的色谱图 Fig 2 Chromatogram of 3-aminobenzenesulfonic acid 2.3加标回收率与重现性 向自来水中加标1.0mg/L的间氨基苯磺酸，在已知的色谱条件下进样分析，测定方法的回收率。连续测定5次以评价方法的重现性。测定结果如表2所示。自来水加标的色谱图中间氨基苯磺酸后面出现一个色谱峰，该物质很可能是硝酸盐，两者之间的分离度为2.44，间氨基苯磺酸的保留时间没有发生明显变化。从表中可以看出本方法对间氨基苯磺酸的测定没有明显干扰，方法回收率高重现性好。 表2 间氨基苯磺酸方法回收率和重现性 本底值(mg/L) 添加值(mg/L) 测定值(mg/L) 回收率(%) 重现性(RSD/%,n=5) 间氨基苯磺酸 未检出 1.0 0.984 98.4 0.73 0.979 97.9 0.975 97.5 0.970 97.0 0.988 98.8 3 结论 建立了使用阴离子交换柱、硫酸盐做流动相，紫外可见光检测器测定间氨基苯磺酸的方法。优化了流动相的组成和检测的波长，因此得到了较高的信噪比和较低的检出限。方法对间氨基苯磺酸测定准确、重现性好，是测定水体中间氨基苯磺酸的好方法。下一步将进行四种氨基苯磺酸类物质的同时分离测定。 参考文献 1.  陈黎明, 丁飞, 高效液相色谱法检测间氨基苯酚和间氨基苯磺酸. 福建分析测试 2008, 17 (4), 25-26. 2.  白雪松, 李付刚, 高效液相色谱法分析间氨基苯磺酸. 染料与染色 2012, 49 (5), 54-55. 3.  张慧荣, 周围, 王波,等., 环境水体中4中氨基苯磺酸类物质的HPLC法测定. 分析试验室 2013, 32 (3), 121-124. 4.  郭琳琳, 刘博静, 王洪敏,等., 高效液相色谱法测定间硝基苯磺酸还原制备间氨基苯磺酸过程中的间氨基苯磺酸和间硝基苯磺酸. 理化检验-化学分册 2016, 52 (7), 792-796. 5.  杨俊佼, 左育民, 聚合物包覆二氧化锆液相色谱固定相的制备与评价. 高等学校化学学报 2005, 26 (1), 35-38.