离子色谱单泵柱切换测定高盐基质中痕量的铵离子的方法

技术领域

本发明涉及一种离子色谱单泵柱切换系统，具体地说，是一种离子色谱在线检测复杂基体 样品中痕量的铵离子的方法，可实现对复杂样品中痕量铵根离子的检测。

技术背景

NH₄⁺是自然界中最大的循环-氮循环的重要组成成分，广泛存在于自然界各领域。作为营 养物质，相比NO₃^-，NH₄⁺更易被植物吸收利用，但是，水溶液中过量NH₄⁺的存在将促进水体 的富营养化进程，促使浮游植物大量繁殖，以至于水中的溶解氧被大量消耗，引起鱼虾等动 物的大量死亡。目前，NH₄⁺已被列为水体富营养化的标志性离子。因此，NH₄⁺的快速定量检 测受到了越来越多的关注。因为NH₄⁺本身没有紫外吸收，也不适用于原子光谱方法，因此传 统的检测方法是采用衍生试剂对NH₄⁺进行衍生化，然后利用紫外、荧光、化学发光等方法进 行检测。该方法虽然在一定程度上可满足对NH₄⁺检测的需求，但操作步骤复杂费时，且需要 额外的衍生试剂，当样品基质较为复杂时易受干扰。

离子色谱是目前分析离子性物质最为有效的方法，其在阳离子检测方面最大的贡献就是 对NH₄⁺的检测。但是，当水溶性样品基质复杂且NH₄⁺的浓度较低时，离子色谱的应用便受到 了很大的限制。本发明利用循环单泵柱切换和收集管建立了一套离子色谱柱切换系统，可对 复杂样品中的痕量NH₄⁺进行在线检测，无需样品前处理。

发明内容

本发明建立了一种可在线直接分析复杂样品中痕量铵根离子色谱柱切换系统，避免了繁 琐费时的样品前处理步骤。本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种用于检测复杂基体中痕量离子的离子色谱柱切换系统，所述的系统包括输液泵、六 通阀A、注射器、定量环、六通阀B、接收管、保护柱、分析柱、抑制器、电导检测器和废液 瓶。六通阀A上接输液泵，接收管，电导检测器，废液瓶，六通阀B。六通阀B分别与六通阀 A、定量环、注射器、废液瓶、保护柱相连接，所述的保护柱后依次连接分析柱、抑制器、 电导检测器。

作为进一步地改进，本发明所述的输液泵只有一个，溶液在整个系统中部分循环使用。

作为进一步地改进，本发明所述的接收管在柱切换后，除去复杂基体，通过接收管接 收待分析的痕量离子，达到检测痕量离子检测的目的。

本发明还提供了一种用于检测复杂基体溶液中痕量离子的离子色谱柱切换系统的检测方 法，所述的方法包括基线的采集、复杂基体的去除和目标离子的接收、目标离子的色谱分析 三个步骤，具体步骤如下：

(1)、基线的绘制：输液泵将淋洗液连续不断的输送至上述离子色谱柱切换系统，使系 统达到平衡状态，电导信号由电导检测器检测并被电脑记录下来绘制出相应的图线；

(2)、复杂基体的去除和目标离子的接收：高盐基体样品进入分析系统，通过柱切换方 法，将复杂样品中的高盐基体除去，接收管选择性地接收从电导检测器出来的目标离子， 待分析；

(3)、目标离子的色谱分析：再次柱切换，输液泵输送淋洗液将接收管中的离子输送至 保护柱、分离柱、抑制器、电导检测器分析。

本发明的有益效果在于：

本发明使用单泵循环柱切换离子色谱可实现在高盐基质中痕量离子的检测，解决了目 前用普通离子色谱柱分离不了保留效果相似但浓度相差较大的离子的难题，该方法的使 用，较制备特殊色谱柱来分离保留效果相似但浓度相差较大的离子可行性更强，减低了检 测物质对色谱柱的要求；同时单泵循环柱切换与普通离子色谱比较仅增加一个六通阀，使 用单一淋洗液泵，设备简单，使用方便。

附图说明

图1为本发明建立的单泵柱切换系统；

图1中，1-接收管，2-输液泵，3-定量环，4-注射器，5-保护柱，6-分析柱，7-抑制器，8-电导 检测器，9-废液瓶，10-六通阀A，11-六通阀B；

图2为700mg/LNa+基体中2.0mg/LNH₄⁺的标准溶液柱切换色谱图；

图3为稀释5倍海水样品中铵根离子柱切换色谱图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明：

本发明提供了一种离子色谱单泵柱切换测定高盐基质中痕量的铵离子的新分析方法，利 用一台戴安IC-90离子色谱仪包含一个六通阀A、一个输液泵2、接收管1，电导检测器8， 外接六通阀B11可实现单泵柱切换除去复杂样品中的高盐基质，达到分析痕量铵根离子的目 的。

海水中铵根的检测具体步骤如下：

·标准溶液的配置：称取一定量的氯化铵分析纯试剂，配置1000mg/L的标准储备液，在4℃ 下保存，用时将标准储备液稀释至所需浓度。

·复杂基体的去除和铵根的收集：取海水样品2g稀释5倍进样到定量环3内，切换六通阀B11， 输液泵2泵入10mmol/L甲基磺酸(流速为1mL.min^-1)经过接收管1将定量环3中的海水样 品带入到保护柱5、分析柱6分离，待复杂基体(钠离子)基本除去及待分析铵根离子即将 出峰之前，切换六通阀A10，接收管1接收待分析的铵根离子。

·接收的痕量铵根第二次进入色谱柱分析：切换六通阀A10，输液泵2输送10mmol/L甲基磺 酸(流速为1mL.min^-1)接收管1中的痕量铵根离子进入保护柱5、分析柱6分离，10mmol/L 甲基磺酸淋洗液浓度过低现将第二次铵根洗脱出峰，之后改用16mmol/L甲基磺酸淋洗液 将第一次分离的强保留离子(镁离子、钙离子)洗脱出峰，电导检测器8检测。

图2为离子色谱单泵柱切换法测定700mg/L钠离子基体中2.0mg/L铵根标准溶液的色谱 图。图中显示1号峰为柱切换前钠离子的峰，浓度为700mg/L，2号峰为柱切换后，接收管1 接收的铵根离子的峰，浓度为2.0mg/L。

利用离子色谱单泵柱切换法测定海水中痕量的铵根离子，实际样品中测的铵根离子为 0.2666mg/L。图3为稀释5倍海水柱切换离子色谱图，图中显示1号峰为柱切换前钠离子锋， 2号峰为柱切换后钾离子锋，3号为柱切换得到的钠离子和铵根的色谱图，细节图在图3的右 上方，4号峰为镁离子锋，5号峰为钙离子锋。

利用离子色谱单泵柱切换法测定氯化钠(分析纯)中的铵根离子。取分析纯氯化钠样品 0.25g用100ML去离子水溶解，将溶解稀释后的氯化钠溶液过0.22μm滤膜待分析，实际样 品中未测得铵根离子，分别加入0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L铵根离子标准溶液，加标回 收率在91.7％-107.2％，结果证明方法有效可靠。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以 上实施例，还可以有许多高盐基质中痕量物质测定的应用。本领域的普通技术人员能从本发 明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。