常見金屬陽離子的分析方法有原子吸收法、離子色譜法、發(fā)射光譜法等。毛細(xì)管電泳(Capillary Electrophoresis,CE)是一種新型的分離技術(shù),它具有分辨率高、分離速度快、分析成本低、操作簡便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。
毛細(xì)管電泳的原理是:毛細(xì)管的兩端分別浸在含有同種電解液的儲(chǔ)液槽中,毛細(xì)管內(nèi)也充滿 此電解液,一端為進(jìn)樣端,另一端連接在線檢測器,被分離的樣品從毛細(xì)管的一端進(jìn)入后,便在毛細(xì)管兩端施加電壓,樣品中各帶電組分在管中受電滲流EOF和自身電泳的作用,向檢測器方向移動(dòng),遷移速度取決于樣品的荷質(zhì)比。本文用具有紫外吸收的咪唑作為背景電解質(zhì),采用間接紫外法測定,獲得了較理想的檢測靈敏度。
1 試驗(yàn)部分
1.1 儀器
7530型紫外分光光度計(jì),賓達(dá)1229型毛細(xì)管電泳儀(北京市新技術(shù)應(yīng)用研究所),pH—25型酸度計(jì),彈性石英毛細(xì)管柱50μmi.d.×72cm(購自河北永年光導(dǎo)纖維廠),有效長度60cm;電壓0~30kV。
1.2試劑
咪唑(AR級(jí));K+、Na+、Li+、Ca2+、Mg2+、Ba2+ 、Sr2+等七種陽離子的氯化物標(biāo)準(zhǔn)品(AR級(jí));濃硫酸(AR級(jí))。
標(biāo)樣及電解質(zhì)載液均用純水配制;6mmol/L咪唑用硫酸調(diào)至pH=4.5。
1.3電泳條件
柱溫:25℃;電壓:30kV;檢測波長:212nm;進(jìn)樣方式:電動(dòng)進(jìn)樣。
2 結(jié)果與討論
2.1 分離體系的確定
2.1.1 背景電解質(zhì)的選擇
大多數(shù)金屬陽離子沒有紫外吸收,含有不飽和鍵的胺類化合物可作為共存離子測定陽離子。 選擇咪唑?yàn)楣泊骐x子,獲得了較理想的靈敏度。
2.1.2 pH值的選擇
電解質(zhì)pH值影響電滲流的大小,從而對(duì)分離效果產(chǎn)生影響。pH值越大,分離所需時(shí)間越短, 但分離效果變差。試驗(yàn)證明,pH=4.5時(shí)效果最佳。
2.1.3 檢測波長的選擇
在共存離子的最大吸收波長處檢測到最大信號(hào);在光源的最高強(qiáng)度發(fā)射波長處檢測到最低噪音??紤]到檢測波長處應(yīng)使信噪比最高,所以選擇212nm作為間接檢測波長。
2.1.4咪唑濃度選擇
試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)咪唑濃度≥6mmol/L時(shí),各個(gè)離子可達(dá)完全分離。隨著其濃度的增加,盡管分離趨于良好,但噪音增大,所以選擇6mmol/L咪唑最佳。
2.1.5分離電壓的選擇
在CE中,電壓越高,各離子遷移時(shí)間越短,分離越差。試驗(yàn)證明,選擇30kV為最佳。
2.2 陽離子標(biāo)樣譜圖
在上述條件下測得的陽離子標(biāo)樣譜圖如圖1所示。
![](/u/131/image/lk4/01(5).gif) |
2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線
選擇一組適當(dāng)濃度的陽離子標(biāo)準(zhǔn)混合溶液進(jìn)行線性試驗(yàn),得出標(biāo)準(zhǔn)曲線方程。結(jié)果如表1所示。
表1 各種陽離子的校正曲線方程
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離子
|
方程
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r
|
r2
|
K+
|
C=-6.432×10-2+1.351×10-3R
|
0.9991
|
0.9982
|
Na+
|
C=-1.726×10-2+2.983×10-4R
|
0.9994
|
0.9988
|
Li+
|
C=1.358×10-2+4.563×10-4R
|
0.9993
|
0.9986
|
Ca2+
|
C=-5.799×10-2+4.235×10-4R
|
0.9990
|
0.9980
|
Mg2+
|
C=-2.157×10-2+2.684×10-4R
|
0.9991
|
0.9982
|
Ba2+
|
C=4.391×10-2+3.255×10-4R
|
0.9992
|
0.9984
|
Sr2+
|
C=1.872×10-2+8.721×10-4R
|
0.9998
|
0.9996
|
|
由表1可知,本法r均優(yōu)于0.999,線性關(guān)系良好。
2.4 精密度試驗(yàn)
選擇七種陽離子的標(biāo)準(zhǔn)樣品,在毛細(xì)管電泳儀上重復(fù)10次試驗(yàn),峰面積和遷移時(shí)間的相對(duì)標(biāo) 準(zhǔn)偏差分別在3.2%與1.1%以下(見表2、3),可見其重現(xiàn)性良好。
表2 各種陽離子分析峰面積的重現(xiàn)性(n=10)
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離子
|
平均值(μV.s)
|
標(biāo)準(zhǔn)偏差
|
RSD(%)
|
K+
|
2819.12
|
188.12
|
1.5
|
Na+
|
979.45
|
27.78
|
2.8
|
Li+
|
3559.81
|
20.06
|
0.6
|
Ca2+
|
3001.06
|
61.01
|
2.0
|
Mg2+
|
2975.46
|
92.08
|
3.0
|
Ba2+
|
789.05
|
25.43
|
3.2
|
Sr2+
|
1784.24
|
47.89
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2.6
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表3 各種陽離子分析遷移時(shí)間重現(xiàn)性(n=10)
|
離子
|
平均值(min)
|
標(biāo)準(zhǔn)偏差
|
RSD(%)
|
K+
|
4.01
|
0.03
|
0.7
|
Na+
|
4.90
|
0.03
|
0.6
|
Li+
|
5.96
|
0.07
|
1.1
|
Ca2+
|
5.02
|
0.04
|
0.8
|
Mg2+
|
5.21
|
0.05
|
0.9
|
Ba2+
|
4.49
|
0.03
|
0.7
|
Sr2+
|
4.68
|
0.04
|
0.8
|
|
2.5 回收率試驗(yàn)
取一份自來水為樣品,計(jì)算其結(jié)果,數(shù)據(jù)如表4所示。試驗(yàn)表明,平均回收率在98.0%~103. 3%之間,回收率良好。
表4 回收率試驗(yàn)
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離子
|
測定值(10-6mg/L)
|
加標(biāo)值(10-6mg/L)
|
回收率(%)
|
K+
|
1.85
|
2.92
|
99.1
|
Na+
|
1.20
|
1.62
|
103.3
|
Ca2+
|
4.46
|
4.70
|
99.0
|
Mg2+
|
12.70
|
11.31
|
99.2
|
Ba2+
|
2.02
|
2.30
|
98.0
|
Sr2+
|
1.49
|
1.85
|
98.4
|
Li+
|
6.72
|
7.58
|
99.3
|
|
3 結(jié)論
上述試驗(yàn)結(jié)果表明,本法適用于各種礦泉水、飲用水中金屬陽離子的測定。與比色法、原子吸收光譜相比,具有一次性測定多種金屬離子、速度快、耗費(fèi)少等優(yōu)點(diǎn),因此具有良好的推廣應(yīng)用前景。
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