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离子色谱法测定剑麻叶中氯离子的研究



全 文 :剑麻是一种常见的多年生龙舌兰属叶纤维作
物, 是当今世界用量最大、 应用范围最广的一种硬
质纤维。 其应用主要包括渔航、 工矿、 运输等所需
的绳索, 此外, 剑麻也有重要的药用价值。 氯是剑
麻生长的必须元素, 在植物体内主要是以氯离子
(Cl-)的形式存在, 氯离子在光合作用中参加水的光
解反应, 具有非常重要的作用。 植物缺氯时出现根
细短、 叶片失绿、 全株萎蔫、 叶面积减少等症状,
严重时出现组织坏死[1-3]。 在剑麻出现叶片呈青铜
色等缺氯症状时, 及时补充氯可使受损的基部叶片
恢复正常, 但氯浓度过高将破坏植物体内一些细胞
及亚细胞结构。 因此, 在剑麻生长过程中, 对叶片
中的氯离子进行快速、 准确的检测, 对于保障剑麻
的正常生长具有重要的意义。
氯元素的测定方法多采用光度法、 电位滴定法、
比色法、 离子选择性电极法[4]及离子色谱法。 离子
色谱法具有快速、 简便、 灵敏、 选择性好等优点,
目前已经被应用到水样[5-6]、 固体废物[7]、 肥料[8]、
食品[9-11]、 烤烟[12]中氯离子的分析, 但关于剑麻叶
中氯离子测定的尚未见报道。 剑麻中氯离子可用水
作为溶剂浸提出来, 但是水浸提液体为深绿色, 含
有叶绿素、 植物胶体类、 固醇类化合物等大量有机
离子色谱法测定剑麻叶中氯离子的研究①
何秀芬 1)② 陈 歆 2) 张瑞芳 1) 汤建彪 1)③
(1 中国热带农业科学院分析测试中心 海南海口 571101;
2 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所 海南海口 571101)
摘 要 提出离子色谱法测定剑麻叶中氯离子的方法: 剑麻叶样品在超声波振荡条件下用水进行浸提, 经炭黑
小柱对提取的水溶液进行净化之后, 采用离子色谱测定。 经大批样品的实验测定结果证明, 本方法平均回收率
在 95%~106%, RSD小于 0.45%。 该方法具有简单、 重复性好、 灵敏度高、 准确性好等较多优点, 适用于剑麻样品
分析。
关键词 离子色谱 ; 剑麻叶 ; 氯离子 ; 测定
分类号 S563.8
Determination of Chlorine in Sisal Leaves by Ion Chromatography
HE Xiufen1) CHEN Xin2) ZHANG Ruifang1) TANG Jianbiao1)
(1 Analysis and Testing Center, CATAS, Haikou, Hainan 571101 China
2 Environment and Plant Protection Institute, CATAS, Haikou, Hainan 571101, China)
Abstracts A method for the determination of chlorine (Cl-) in sisal leaves was established with ion
chromatography. The sample was extracted with water by ultrasonic method, and purified by SPE on
carbon black micro-column, then determined with ion chromatography. Tests for recovery and precision
were made, giving values of recovery ranged from 95%-106%, RSD was less than 0.45%. The method is
simple, accurate, stable and precise. It can be easily and conveniently adopted for the routine quality
control analysis.
Keywords ion chromatography ; sisal leaves ; chlorine ; determination
① 基金项目: 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(2011hzs1J001)。
收稿日期: 2012-07-25; 责任编辑/兰 莹; 编辑部E-mail: rdnk@163.com。
② 何秀芬(1964~), 女, 工程师, 研究方向为食品质量安全。
③ 通讯作者。
Vol.32, No.11
2012年11月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第32卷第11期
Nov. 2012
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2012年11月 第32卷第11期热带农业科学
化合物, 对于离子色谱柱的寿命具有极大的影响。
本研究采用炭黑小柱(Envi-Carb)净化, 离子色谱
法进行测定, 并使用国家标准物质茶叶(GSB-7)和
圆白菜(GSB-5)中的氯离子对测定方法进行验证。
方法具有较好的灵敏度和准确度, 可用于剑麻叶样
品中氯离子的检测。
1 材料与方法
1. 1 材料
供试样品为商品干剑麻叶, 购于海口本地市场。
试验仪器为 Metrohm861离子色谱仪(电导检测
器); 离心机(AnkeTDL-40B上海安亭科学仪器厂生产); 超
声波清洗仪(上海船舶电子设备研究所制); 试验用水为
超纯水(电阻率>18MSZ/cm); 固相萃取炭黑小柱[(En-
vi-Carb), 北京振翔公司生产]; 0.45μm水性针头过滤
膜; 氯离子标准溶液(1000mg/L, 购于国家标准物质研究
中心); Na2CO3、 NaHC03、 H2SO4、 均为分析纯试剂。
1. 2 方法
1. 2. 1 样品液浸提
将剑麻叶干样粉碎成粉末, 称取试样 0.5g(准
确至 0.001 g), 置于 100 mL塑料离心管中, 准确加
入50mL超纯水于超声条件下提取40min分钟。 取
出置于离心机离心 5min(4000 r/min), 上清液为样
品液备用。
1. 2. 2 净化处理
炭黑小柱(Envi-Carb)用5mL超纯水预淋洗后,
取样品液通过小柱弃去前2mL流出液, 收集后7mL
样品液, 通过0.45μm针头式过滤器水性过滤膜直
接注入离子色谱仪检测。
1. 2. 3 色谱测定条件
色谱柱: Metrosep ASupp4(250.mtw)阴离子色谱
柱; 淋洗液; 1.8 mmol/LNa2CO3水溶液和1.7 mmol/L
NaHCO3水溶液 ; 淋洗液流速 : 1.0 mL/min; 再生
液: 50 mmol/L H2SO4溶液; 进样体积: 20μL; 检
测器: 电导检测器, 以峰面积定量。
2 结果与分析
2. 1 流动相条件的选择
载液的浓度及流速的选择是离子色谱仪分析的
关键, 经多次试验, 最佳仪器条件为: 淋洗液1.8
mmol/LNa2CO3水溶液和 1.7mmol/LNaHCO3水溶液,
淋洗液流速 : 1.0 mL/min, 再生液 : 50 mmol/L
H2SO4溶液, 氯离子洗脱时间 5.31 min, 淋洗平衡
时间20min。 此时, 剑麻叶中氯离子能较好的与其
它杂质峰分开, 氯离子标准样品色谱图和剑麻叶样
品色谱图的标液色谱见图1。
2. 2 线性范围及方法检出限
分别配制 0.5、 1.0、 5.0、 10.0μg/mL的氯离
子系列标准溶液, 上机测定并绘制工作曲线, 见图
2。 标准曲线在0.5~10.0μg/mL线性好, 相关系数
0.999, 氯离子的最低检出浓度为0.05μg/mL。
2. 3 精密度及准确度试验
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何秀芬 等 离子色谱法测定剑麻叶中氯离子的研究
表 3 离子色谱法测定标样中氯离子结果( n=6)
标准样品
测定值/(mg·kg-1) 平均值X
(10-2)
标准值
(10-2)
RSD
/%
t
1 2 3 4 5 6
茶叶(GSB-7) 0.670 0.650 0.660 0.620 0.660 0.610 0.65 0.64±0. 7 3.8 0.504
圆白菜(GSB-5) 0.046 0.046 0.045 0.043 0.044 0.045 0.045 0.044± .003 2.6 1 750
2. 3. 1 精密度试验
采用本法对同一剑麻叶样品做 3次平行试验,
按试验方法进行处理、 测定, 分别计算样品中氯离
子的含量和相对标准偏差, 结果见表1。 从表1可
以看出, 试验 RSD 小于 0.45%, 方法精度高, 重
现性好, 可满足分析的要求。
2. 3. 2 回收率试验
分别取4个剑麻样品, 各称取3份平行样, 分
别加入一定量的氯离子标准标准品, 按本方法进行
回收率实验, 结果见表2。 从表2可以看出, 方法的
回收率为95%~106%, 适用于剑麻叶氯离子定量测定。
2. 3. 3 准确度试验
采用本法对国家标准样茶叶(GSB-7)和圆白菜
(GSB-5)中的氯离子平行测定 6次, 结果见表 3。
从表3可以看出, 试验结果与国家标准物质茶叶和
圆白菜中的氯离子标准值很好的吻合。 通过检测结
果与国家标准值作 t 检验, 当 α 时=0.05时, t0=
2.57, 茶叶和圆白菜的 t 值分别为 0.504和 1.75,
t<t0, 说明本法平均值与国家标准值没有显著性差
异, 故可认为本方法是准确可靠的。 计算 RSD 结
果分别为3.8%和2.6%, 本方法精密度良好。
表 1 三次平行试验结果
样品 重复1 重复2 重复3 平均值X RSD/%
剑麻叶1# 57.12 57.54 57.08 57.25 0.45
剑麻叶2# 77.68 77.52 77.94 77.71 0.27
剑麻叶3# 92.26 91.87 91.79 91.97 0.27
剑麻叶4# 121.3 120.8 120.7 121.0 0.26
剑麻叶5# 152.6 152.4 152.9 152.6 0.16
剑麻叶6# 195.2 194.9 195.3 195.2 0.11
剑麻叶7# 228.1 227.7 228.3 228.0 0.12
剑麻叶8# 246.7 246.2 246.8 246.6 0.11
剑麻叶9# 313.3 313.8 313.5 313.5 0.08
剑麻叶10# 386.0 385.4 385.6 385.7 0.07
表 2 加标回收率试验结果( n=3)
样品 本底值 加标量 测定值 回收率/%
剑麻叶1# 29.64 25.00 54.12 98
剑麻叶2# 98.18 80.00 183.20 106
剑麻叶3# 115.10 100.00 211.10 96
剑麻叶4# 191.30 150.00 334.30 95
3 结论
本文采用离子色谱法测定剑麻叶中的氯离子含
量。 通常来说, 在使用水作为提取溶液对植株叶片
样品进行提取时, 大量的有机化合物(如叶绿素、
植物胶体类、 固醇类化合物等)被提取出来, 一方
面对实验的结果准确性带来一定影响, 另一方面对
于离子色谱柱和仪器带来较大的损害。 采用炭黑小
柱(Envi-Carb)净化剑麻叶水浸提液, 其中的十八
烷基碳填料可较好的吸附各类杂质, 同时对于测定
目标氯离子不产生吸附作用, 达到有效的净化及保
护仪器的目的。 使用国家标准样品茶叶(GSB-7)、
圆白菜(GSB-5)中氯离子检验测定结果的准确度,
结果平均值与标准值较好的吻合。 用样品加标回收
试验, 回收率95%~106%, 能达到分析的要求。 方
法简便、 准确度高, 可用于剑麻样品的实际分析。
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