啤酒中氟离子检测方案(离子色谱仪)

9001wo’Thermo Fisher Scientific，San Jose， CA USA is ISO Certified.S CIENTIFI CPart of Thermo Fisher Scientific 郑洪国李仁勇王海波李静韩春霞 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 关键词：离子色谱；电导； lonPac AS15； 啤酒；氟离子 Key words： lon chromatography； conductivity； lonPac AS15； beer； fluoride 引言 氟是人体必需的元素之一，广泛存在于自然界中。我国疆域宽广，不同地域内地质构造差异明显，水质、土壤乃至种植作物中氟离子的含量也因此呈现出地域差异。氟虽然对人体有益，但并非多多益善，经研究表明11-4过多摄入氟，可干扰骨代谢乃至引发人全身性中毒，肌体内各组织器官都会受到一定程度的损害，且氟不易通过代谢排除体外。为此， GB 2762-2005《食品中污染物限量》规定粮食中氟离子的含量不得高于1 mg/kg(大米、面粉)或1.5mg/kg(其它)5； GB/T 5749-2006《生活饮用水卫生标准》中规定饮用水中氟离子的含量不得高于1mg/L。酒水类作为人类餐桌上的必备，其质量安全理应得到重点监控。侯晓燕等建立了氟离子选择性电极法测定啤酒中氟离子含量的方法，但经过多重发酵工艺酿成的啤酒样品基质不能被有效掩蔽，直接造就了部分检测结果偏高的现象。 为此，本文探索建立了梯度淋洗-抑制电导检测啤酒中氟的离子色谱方法，啤酒样品只需进行简单前处理后，采用对氟离子有特殊选择性的高效阴离子交换分离柱lonPac AS15进行分离即实现了氟离子与啤酒样品基体完全分离，保证了氟离子的准确定量。 测试条件 仪器： ICS 2000系统(EG淋洗液发生装置)； 分析柱： lonPac AS15， 250×4mm； 保护柱： lonPac AG15， 50×4mm； 柱温：30℃； 淋洗液：氢氧化钾(KOH)梯度淋洗：0-30min，0.8-5.0mmol/L KOH； 30-30.1min，5.0-70.0mmol/L；30.1-40min，70.0mmol/L KOH； 流速：1.00mL/min； 定量环：25pL； 抑制器： ASRS 300 4mm， 自循环模式抑制，电流为175mA； 检测方式：抑制型电导。 样品前处理 啤酒样品经超声脱气后，稀释10倍，依次过0.22 um尼龙膜、OnGuard II RP柱处理后方可进样分析。 OnGuard II RP柱在使用前须提前化化，活化步骤如下：向容量为1.0cc的OnGuardIIRP柱中注入5mL色谱纯甲醇，再注入10mL超纯水，平行放置，活化0.5h后即可使用。 结果和讨论 样品前处理条件的选择 离子交换分离柱以聚合物为基质，拓宽了样品及淋洗液的pH耐受范围。而啤酒的酿造发酵过程中产生了大量富含营养成分的有机质，其中不乏大分子物质。这类大分子物质与离子交换分离柱基质之间有较强的亲合作用，不易洗脱出来。如若不经适当的前处理将其去除，连续多次上样分析后，色谱柱柱效将快速降低。OnGuard II RP柱采用苯乙烯-二乙烯基苯为填料，通过共价吸附作用，对大分子物质具有较强的捕获能力。故将实际样品脱气处理，再再释10倍， 以OnGuardII RP去除稀释液中大分子有机质后，再上机测定。 色谱柱的选择及淋洗液梯度条件优化 啤酒酿造过程中，经过多重发酵，富含各类风味物质，如乳酸、乙酸等，这些组分与色谱柱的亲合力相对较小且与氟离子相近，对弱保留的氟离子的分离检测产生较大的干扰，甚至是共淋洗，造成诸多检测结果呈现假阳性。阴离子分离分析中常用碳酸盐或氢氧化物作为淋洗液，而碳酸盐的淋洗强度远大于氢氧化物，不容易调整淋洗浓度以解决弱保留组分之间的分离问题。此外，碳酸盐经过抑制后的产物是具有一定电导值的碳酸，随着淋洗液中碳酸盐浓度的增加，基线漂移较大，不利于梯度分析。氢氧化物淋洗液经过抑制后的产物是电导值极低的水，基线漂移受淋洗液浓度影响非常小，因此非常适合于梯度淋洗。 lonPac AS15是一根疏水性较强的高效阴离子交换分离柱，有机酸类物质与其亲合力较强，通过选择合适的淋洗条件，可实现氟离子与样品基体的完全分离。经过实验摸索，综合考虑样品分析时间及分离度等因素，最终选取上文所述梯度条件，实现了氟离子的准确测定。某啤酒样品分离谱图见图1。 图1.某啤酒样品中氟离子的分离检测谱图 重现性、线性和灵敏度 在选定色谱条件下，浓度20pg/L~5mg/L范围内氟离子浓度与其峰面积呈良好的线性关系，线性方程为y=0.6043x-0.0122，线性相关系数R=0.99991。根据三倍信噪比计算得本方法对氟离子的检出限为5ug/L。将某样品平行处理七次，进样分析，氟离子含量RSD<5%。 实际样品分析及加标回收 本实验抽取了不同地域厂家的啤酒样品进行检测，检测结果均未超过1.0mg/L。对部分样品进行80%、100%和120%浓度水平加标实验，回收率介于82~113%，进一步证明此方法较好。部分样品检测结果见表1. 表1.实际样品中氟离子检测结果 检测浓度(mg/L) 原样中浓度(mg/L) 1# 0.0697 0.697 2# 0.0596 0.596 3# 0.0678 0.678 4# 0.0750 0.750 5# 0.0933 0.933 6# 0.0715 0.715 thermoscientific.com ( C 2012 T h e rmo Fishe r Scie n tific Inc . Al l ri g hts reserved. All trademarks are the pro p erty of Thermo Fisher Scientific Inc. a nd i ts s ubsidiaries. Specifications， terms a nd p r icin g are subject to change. Not all products are available in all countries. Please consult your ) local sales representative for details. 上海 北京 免费服务热线：上海浦东新金桥路27号6号楼 北京东城区安定门东大街28号 8008105118邮编：201206 雍和大厦西楼F座7层702-715室 4006505118电话：021-68654588 邮编：100007传真：021-64457830 电话：010-84193588传真：010-88370548 本方法操作简单，重现性较好。选用对氟离子具有特殊选择性的lonPac AS15色谱柱，梯度淋洗条件下，可完全实现氟离子和样品基体的分离并准确定量。 ( 参考文献 ) ( [1]. 李晶，谢淑云，姚兴家.高氟区青少年骨骼发育影响因素的配对研究.中国学校卫生.1996，17(3)： 195-196. ) ( [2] . 李晶，戴国钧，张志瑜等.地方性氟中毒病区饮用水中六种元素含量对青少年骨龄的影响.中国地 方病学杂志，1994，13(5)：274-276. ) ( [3].田兆顺，王堃，郑来义等.地方性氟中毒与环境含氟量关系的研究——Ⅰ、饮水、土壤及茶叶含氟量与氟中毒的关系.中国地方病学杂 志.1985，1 ) ( [4]. 田兆顺，王堃，郑来义等.地方性氟中毒与环境含氟量关系的研究——Ⅰ、饮水、土壤及茶叶含氟量与氟中毒的关系，中国地方病学杂志.1985，3. ) ( .[5]. GB 2762-2005 食品中污染物限量. ) ( [6 ] . GB5749-2006生活饮用水卫生标准 ) ( [7].侯晓燕，李永芳，朱伯仲.氟离子选择电极法测啤酒中的氟.河南教育学院学报(自然科学版)， 2000，12，9(4)：28-29. ) 离子交换分离柱以聚合物为基质，拓宽了样品及淋洗 液的pH耐受范围。而啤酒的酿造发酵过程中产生了大量 富含营养成分的有机质，其中不乏大分子物质。这类大分 子物质与离子交换分离柱基质之间有较强的亲合作用，不 易洗脱出来。如若不经适当的前处理将其去除，连续多 次上样分析后，色谱柱柱效将快速降低。OnGuardⅡ RP 柱采用苯乙烯-二乙烯基苯为填料，通过共价吸附作用， 对大分子物质具有较强的捕获能力。故将实际样品脱气处 理，再稀释10倍，以OnGuardⅡ RP去除稀释液中大分子 有机质后，再上机测定。