高效液相色谱法快速测定怀药中的六价铬
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
ALLIANCE2695型高效液相色谱仪,配 Alli
ancee2695型四元梯度输液系统、在线微流真空脱
气机、自动进样器、柱温箱、2998型二极管阵列检测
器(PDA)和 Empower2型色谱工作站;XS204型
电子天平;KQ100V 型超声波清洗仪;Sigma3k30
型台式高速冷冻离心机;PHS3C型pH 计;MilliQ
超纯水发生器。
磷酸氢二钾溶液:0.1mol·L-1,称取磷酸氢二
钾22.8220g,用水溶解并定容至 1L 容量瓶中。
用磷酸调节pH 至2.5,过0.45μm 滤膜后作为流
动相;用磷酸调节pH 至8.0,作为样品提取液。
铬标 准 储 备 溶 液:0.1000g·L-1,称 取 在
(102±2)°C下干燥(16±2)h的重铬酸钾标准物质
0.2829g,用水溶解并定容至1L容量瓶中。
铬标准溶液:1.00mg·L-1,移取铬标准储备
溶液1.00mL,用0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶液定
容至100mL容量瓶中。
二苯卡巴肼溶液:10g·L-1,称取1,5二苯卡
巴肼1.0g,溶解于100mL丙酮中,加一滴乙酸,呈
酸性,备用。甲醇、丙酮为色谱纯;1,5二苯卡巴肼、磷酸氢
二钾、磷酸、聚乙二醇2000、硫酸钠均为分析纯;试
验用水为超纯水(电阻率为18.2 MΩ·cm)。所有
溶液在使用前都经过0.45μm 滤膜过滤。
1.2 色谱条件
XterraODSC18 色 谱 柱 (250 mm×4.6 mm,
5μm),柱温25 °C;流动相为pH2.5的0.1mol·
L-1磷酸氢二钾溶液甲醇(57+43)混合溶液,流量
1.0mL·min-1;进样量20μL;检测波长540nm。
1.3 试验方法
怀药样品采自毛皮加工厂周边地区种植品种。
样品经风干、粉碎后过0.3mm 孔径筛备用。
称取怀药试样1.0000g于50mL 锥形瓶中,
加入 pH 8.0 的 0.1 mol·L-1 磷 酸 氢 二 钾 溶 液
20mL,超声提取20min,离心;提取液移至50mL
离心管中,再用磷酸氢二钾溶液 10 mL 重复提取
2次,合并3次提取液,并用磷酸氢二钾溶液稀释至
刻度,以5000r·min-1转速离心5min,备用。
移取上述提取液2.00mL于25mL离心管中,
加入磷酸(7+3)溶液0.5mL,然后加入10g·L-1
的1,5二苯卡巴肼溶液0.5mL,300g·L-1聚乙二
醇溶液5mL,硫酸钠1.5g后,用水稀释至刻度,振
荡1min,超声萃取20min,静止5min。移取聚乙
二醇层过0.45μm滤膜,按仪器工作条件进行测定。
2 结果与讨论
2.1 提取剂及提取时间的选择
样品提取应在pH7.5~8.0的介质中进行,因
为在碱性环境下,三价铬容易被氧化为六价铬;在酸
性环境下,六价铬呈强氧化性,容易被还原为三价
铬[3]
。试验考察了不同浓度的 pH8.0的氯化钾、
磷酸氢二钾和碳酸钠溶液分别作为提取剂进行超声
提取的效果,结果见图1。
提取效果最佳。试验选择0.1mol·L-1磷酸氢二
钾溶液为提取剂。
同时试验对提取时间进行了优化,结果表明:随
着提取时间的增加,提取效果提高;当提取时间达到
20min时,随提取时间的延长,提取效果无明显的
变化。试验选择提取时间为20min。
2.2 流动相的选择
2.2.1 流动相组成
试验选择甲醇和0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶
液作为流动相进行分离和测定。考察了流动相组成
比分别为80∶20,60∶40,50∶50,43∶57,40∶60
和20∶80时的效果。结果表明:改变甲醇和磷酸氢
二钾溶液的比例,可得到不同的分离效果;流动相中
甲醇比例的变化会使组分在色谱柱内的保留时间发
生改变,甲醇比例增大可以缩短被测组分的保留时
间,但被测组分可能分离不完全,色谱峰重叠;甲醇
比例减小,分离效果变好,但被测组分的保留时间变
长,且峰形变差,影响分离检测的准确度和精密度。
综合考虑分离效果、分析时间等因素,试验选择流动
相为0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶液甲醇(57+43)
混合溶液。2.2.2 磷酸氢二钾溶液的浓度
增加流动相组成中磷酸氢二钾的浓度可选择性
地降低分离组分的保留值,但高浓度的盐溶液在与
有机相溶剂混合时容易造成瞬间的过饱和而析出晶
体,从而造成色谱系统堵塞。试验在相同流动相配
比 下,考 察 了 浓 度 分 别 为 0.05,0.1,0.25,
0.5mol·L-1的磷酸氢二钾溶液对分离度的影响,
结果表明:使用0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶液时,
分离度最高。试验选择磷酸氢二钾溶液的浓度为
0.1mol·L-1。
2.2.3 磷酸氢二钾溶液的酸度
调节磷酸氢二钾溶液的pH 可以调整分离组分
的保留时间,改善分离组分的峰形,从而影响其在色
谱柱上的保留行为。试验保持磷酸氢二钾溶液的浓
度为0.1mol·L-1,在相同条件下,考察了磷酸氢
二钾溶液的pH 分别为2.0,2.5,3.0,3.5,4.0对分
离度的影响,结果表明:随 pH 增大,分离度降低。
综合考虑溶液酸度对色谱柱的影响,试验选择磷酸
氢二钾铵溶液的pH 为2.5。
2.3 标准曲线与检出限
分别 移 取 1.00 mg·L-1 铬 标 准 溶 液 0.050.10,0.15,0.20,0.25,0.50,1.00,1.50,2.00,
2.50,5.00,10.00mL 于25mL 容量瓶中,配制成
质量浓度为2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,20.0,40.0,
60.0,80.0,100,200,400μg·L-1的铬标准溶液,按
试验方法进行处理和色谱分析。以铬的质量浓度为
横坐标,对应的峰面积为纵坐标进行线性回归,结果
表明:六价铬的质量浓度在4.0~400μg·L-1范围
内与 峰 面 积 呈 线 性 关 系,线 性 回 归 方 程 为
狔=
569.0
狓+645.2,相关系数为0.9997,以3倍信噪
比计算检出限(3S/N)为40ng·L-1。2.4 精密度和回收试验
在怀药样品中添加高、中、低等3个浓度水平的
铬标准溶液,每个添加水平重复测定5次,计算加标
回收率和精密度,结果见表1
按试验方法对16种怀药样品(每种4份)处理
后进行测定,发现一个阳性样品,其六价铬的测定值
为0.35mg·kg-1,其色谱图见图2
中的六价铬,具有灵敏度高和精密度高的优点,可在
测定中草药中六价铬的分析中发挥参考作用。
1.1 仪器与试剂
ALLIANCE2695型高效液相色谱仪,配 Alli
ancee2695型四元梯度输液系统、在线微流真空脱
气机、自动进样器、柱温箱、2998型二极管阵列检测
器(PDA)和 Empower2型色谱工作站;XS204型
电子天平;KQ100V 型超声波清洗仪;Sigma3k30
型台式高速冷冻离心机;PHS3C型pH 计;MilliQ
超纯水发生器。
磷酸氢二钾溶液:0.1mol·L-1,称取磷酸氢二
钾22.8220g,用水溶解并定容至 1L 容量瓶中。
用磷酸调节pH 至2.5,过0.45μm 滤膜后作为流
动相;用磷酸调节pH 至8.0,作为样品提取液。
铬标 准 储 备 溶 液:0.1000g·L-1,称 取 在
(102±2)°C下干燥(16±2)h的重铬酸钾标准物质
0.2829g,用水溶解并定容至1L容量瓶中。
铬标准溶液:1.00mg·L-1,移取铬标准储备
溶液1.00mL,用0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶液定
容至100mL容量瓶中。
二苯卡巴肼溶液:10g·L-1,称取1,5二苯卡
巴肼1.0g,溶解于100mL丙酮中,加一滴乙酸,呈
酸性,备用。甲醇、丙酮为色谱纯;1,5二苯卡巴肼、磷酸氢
二钾、磷酸、聚乙二醇2000、硫酸钠均为分析纯;试
验用水为超纯水(电阻率为18.2 MΩ·cm)。所有
溶液在使用前都经过0.45μm 滤膜过滤。
1.2 色谱条件
XterraODSC18 色 谱 柱 (250 mm×4.6 mm,
5μm),柱温25 °C;流动相为pH2.5的0.1mol·
L-1磷酸氢二钾溶液甲醇(57+43)混合溶液,流量
1.0mL·min-1;进样量20μL;检测波长540nm。
1.3 试验方法
怀药样品采自毛皮加工厂周边地区种植品种。
样品经风干、粉碎后过0.3mm 孔径筛备用。
称取怀药试样1.0000g于50mL 锥形瓶中,
加入 pH 8.0 的 0.1 mol·L-1 磷 酸 氢 二 钾 溶 液
20mL,超声提取20min,离心;提取液移至50mL
离心管中,再用磷酸氢二钾溶液 10 mL 重复提取
2次,合并3次提取液,并用磷酸氢二钾溶液稀释至
刻度,以5000r·min-1转速离心5min,备用。
移取上述提取液2.00mL于25mL离心管中,
加入磷酸(7+3)溶液0.5mL,然后加入10g·L-1
的1,5二苯卡巴肼溶液0.5mL,300g·L-1聚乙二
醇溶液5mL,硫酸钠1.5g后,用水稀释至刻度,振
荡1min,超声萃取20min,静止5min。移取聚乙
二醇层过0.45μm滤膜,按仪器工作条件进行测定。
2 结果与讨论
2.1 提取剂及提取时间的选择
样品提取应在pH7.5~8.0的介质中进行,因
为在碱性环境下,三价铬容易被氧化为六价铬;在酸
性环境下,六价铬呈强氧化性,容易被还原为三价
铬[3]
。试验考察了不同浓度的 pH8.0的氯化钾、
磷酸氢二钾和碳酸钠溶液分别作为提取剂进行超声
提取的效果,结果见图1。
由图1可知:0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶液的
提取效果最佳。试验选择0.1mol·L-1磷酸氢二
钾溶液为提取剂。
同时试验对提取时间进行了优化,结果表明:随
着提取时间的增加,提取效果提高;当提取时间达到
20min时,随提取时间的延长,提取效果无明显的
变化。试验选择提取时间为20min。
2.2 流动相的选择
2.2.1 流动相组成
试验选择甲醇和0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶
液作为流动相进行分离和测定。考察了流动相组成
比分别为80∶20,60∶40,50∶50,43∶57,40∶60
和20∶80时的效果。结果表明:改变甲醇和磷酸氢
二钾溶液的比例,可得到不同的分离效果;流动相中
甲醇比例的变化会使组分在色谱柱内的保留时间发
生改变,甲醇比例增大可以缩短被测组分的保留时
间,但被测组分可能分离不完全,色谱峰重叠;甲醇
比例减小,分离效果变好,但被测组分的保留时间变
长,且峰形变差,影响分离检测的准确度和精密度。
综合考虑分离效果、分析时间等因素,试验选择流动
相为0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶液甲醇(57+43)
混合溶液。2.2.2 磷酸氢二钾溶液的浓度
增加流动相组成中磷酸氢二钾的浓度可选择性
地降低分离组分的保留值,但高浓度的盐溶液在与
有机相溶剂混合时容易造成瞬间的过饱和而析出晶
体,从而造成色谱系统堵塞。试验在相同流动相配
比 下,考 察 了 浓 度 分 别 为 0.05,0.1,0.25,
0.5mol·L-1的磷酸氢二钾溶液对分离度的影响,
结果表明:使用0.1mol·L-1磷酸氢二钾溶液时,
分离度最高。试验选择磷酸氢二钾溶液的浓度为
0.1mol·L-1。
2.2.3 磷酸氢二钾溶液的酸度
调节磷酸氢二钾溶液的pH 可以调整分离组分
的保留时间,改善分离组分的峰形,从而影响其在色
谱柱上的保留行为。试验保持磷酸氢二钾溶液的浓
度为0.1mol·L-1,在相同条件下,考察了磷酸氢
二钾溶液的pH 分别为2.0,2.5,3.0,3.5,4.0对分
离度的影响,结果表明:随 pH 增大,分离度降低。
综合考虑溶液酸度对色谱柱的影响,试验选择磷酸
氢二钾铵溶液的pH 为2.5。
2.3 标准曲线与检出限
分别 移 取 1.00 mg·L-1 铬 标 准 溶 液 0.050.10,0.15,0.20,0.25,0.50,1.00,1.50,2.00,
2.50,5.00,10.00mL 于25mL 容量瓶中,配制成
质量浓度为2.0,4.0,6.0,8.0,10.0,20.0,40.0,
60.0,80.0,100,200,400μg·L-1的铬标准溶液,按
试验方法进行处理和色谱分析。以铬的质量浓度为
横坐标,对应的峰面积为纵坐标进行线性回归,结果
表明:六价铬的质量浓度在4.0~400μg·L-1范围
内与 峰 面 积 呈 线 性 关 系,线 性 回 归 方 程 为
狔=
569.0
狓+645.2,相关系数为0.9997,以3倍信噪
比计算检出限(3S/N)为40ng·L-1。2.4 精密度和回收试验
在怀药样品中添加高、中、低等3个浓度水平的
铬标准溶液,每个添加水平重复测定5次,计算加标
回收率和精密度,结果见表1
2.5 实际样品的测定
按试验方法对16种怀药样品(每种4份)处理
后进行测定,发现一个阳性样品,其六价铬的测定值
为0.35mg·kg-1,其色谱图见图2
本工作采用高效液相色谱法快速测定四大怀药
中的六价铬,具有灵敏度高和精密度高的优点,可在
测定中草药中六价铬的分析中发挥参考作用。
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