化學(xué)發(fā)光檢測(cè)與離子色譜聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用研究

1、化學(xué)發(fā)光檢測(cè)與離子色譜聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用研究摘要：化學(xué)發(fā)光檢測(cè)不需要外加光源，其分析靈敏度高，儀器簡(jiǎn)單而且分析速度快，將其與色譜分離系統(tǒng)聯(lián)用，是一種具有廣闊應(yīng)用空間的分離分析方法。本文著重介紹了化學(xué)發(fā)光與離子色譜聯(lián)用技術(shù)的一些應(yīng)用研究。 關(guān)鍵詞：化學(xué)發(fā)光；離子色譜；應(yīng)用研究 化學(xué)發(fā)光是指在某些化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生能量，這些能量可以被反應(yīng)物或者反應(yīng)中間體或其他熒光物質(zhì)吸收，從而使其由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)；由于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，其躍遷回基態(tài)時(shí)再以光的形式釋放出能量的現(xiàn)象。由于化學(xué)發(fā)光不需要外部光源，避免了由于光源的不穩(wěn)定所造成的影響，因此化學(xué)發(fā)光具有較高的檢測(cè)靈敏度，另外其檢測(cè)線性范圍寬，儀器簡(jiǎn)單，分析速度快，易于

2、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)使其越來越受到分析工作者的重視，雖然其發(fā)展不過三、四十年，但目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)分析、環(huán)境科學(xué)、食品檢驗(yàn)、生命科學(xué)以及臨床醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域。 但是由于化學(xué)發(fā)光不具有選擇性，因此也限制了其實(shí)際應(yīng)用。近年來，隨著與高分辨能力的毛細(xì)管電泳、液相色譜、離子色譜以及微流控芯片等分離手段的聯(lián)用【1-3】，化學(xué)發(fā)光檢測(cè)得到了很好的應(yīng)用發(fā)展，成為了一種理想的痕量分析方法。其中相對(duì)而言，化學(xué)發(fā)光與離子色譜聯(lián)用的實(shí)際應(yīng)用較少，本文著重介紹了其與離子色譜聯(lián)用的一些應(yīng)用研究。 1 化學(xué)發(fā)光與離子色譜聯(lián)用在陽離子檢測(cè)中的應(yīng)用 離子色譜是高效液相色譜的一種模式，主要應(yīng)用于常見陰陽離子以及有機(jī)酸和有機(jī)胺類等

3、組分的分析。自從1975年問世以來，因其具有選擇性好，靈敏、快速、方便，可以同時(shí)測(cè)定多種組分等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境科學(xué)，食品衛(wèi)生檢疫檢驗(yàn)，半導(dǎo)體工業(yè)，醫(yī)療衛(wèi)生，石油化工，地質(zhì)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。離子色譜可以和多種檢測(cè)手段聯(lián)用，其中和化學(xué)發(fā)光聯(lián)用是最成功的應(yīng)用例子之一。特別是對(duì)于一些陽離子的分析測(cè)定是離子色譜和化學(xué)發(fā)光結(jié)合研究比較成熟的方法，這主要是利用這些陽離子在以魯米諾-雙氧水為代表的一些化學(xué)發(fā)光體系中能起到很好的催化作用，其方法檢測(cè)限比柱后衍生光度法測(cè)量要低2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。 早在1987年，Boyle【2】等人就首次利用離子色譜分離Co2+,Cu2+,Fe2+以及V4+等金屬陽離子，然后利用這

4、些金屬陽離子對(duì)魯米諾-雙氧水體系發(fā)光的增強(qiáng)作用對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。其分離系統(tǒng)使用的是Dionex HPIC-CG2保護(hù)柱和Dionex HPIC-CS2分離柱，流動(dòng)相使用的是0.1M草酸-0.075M檸檬酸-0.1M LiOH (pH=4.1)混合溶液，雖然流動(dòng)相中的配位劑會(huì)與待測(cè)金屬離子形成穩(wěn)定性較弱的絡(luò)合物，從而降低其對(duì)魯米諾發(fā)光體系的催化作用，影響測(cè)定，但是對(duì)于Co2+,Cu2+,Fe2+以及V4+測(cè)定的靈敏度仍然可以分別達(dá)到0.04nM/L, 0.3 nM/L,0.3 nM/L, 0.15 nM/L。Yan【3】等人改進(jìn)了流動(dòng)相組成，使用5mM草酸(pH=4.2)作為流動(dòng)相，利用一根低容量的

5、陽離子交換柱分離Co2+,Cu2+,Fe2+，同樣利用柱后魯米諾化學(xué)發(fā)光檢測(cè)，其中Co2+,Cu2+的檢測(cè)限分別達(dá)到0.01 and 5 ng ml.1。中國(guó)色譜網(wǎng)同種元素不同價(jià)態(tài)和形態(tài)的分析是離子色譜的常規(guī)分析項(xiàng)目，化學(xué)發(fā)光-離子色譜聯(lián)用技術(shù)也可以應(yīng)用其中。對(duì)于Cr3+和Cr6+的分離分析，Gammelgaard【4】等人用K2SO4(pH=3.0)作為淋洗液，然后將分離出的Cr6+經(jīng)過一個(gè)K2SO3柱還原為Cr3+，再催化柱后的魯米諾化學(xué)發(fā)光從而進(jìn)行定量檢測(cè)，此方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)分離和高靈敏檢測(cè)的目的。 除了魯米諾發(fā)光體系，還有一些其他的發(fā)光體系也被應(yīng)用于離子色譜-化學(xué)發(fā)光聯(lián)用測(cè)定陽離子。胡

6、雙修【5】等利用低壓離子色譜分離Ca2+,然后使其加入Luminol-H2O2-Ni2+的預(yù)混合溶液，可以使本已衰減到基線的發(fā)光再次增強(qiáng)，基于此建立起測(cè)定Ca2+的新方法。其線性范圍為8.0×10-86.4×10-6g/mL，相關(guān)系數(shù)r=0.9998，檢出限為5.4×10-8g/mL，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.33%(n=11)，應(yīng)用于測(cè)定牛奶中的Ca2+離子，與原子吸收光度法對(duì)照，結(jié)果令人滿意。Sato6等人利用金屬離子與8-羥基喹啉可以形成熒光性配合物，在過氧化氫草酸酯化學(xué)發(fā)光體系中測(cè)定經(jīng)離子色譜柱分離后的Al、Zn、Cd、In， 3+2+2+2+靈敏度可達(dá)0.2-3

7、ng。 2化學(xué)發(fā)光與離子色譜聯(lián)用在陰離子檢測(cè)中的應(yīng)用 離子色譜早期發(fā)展的主要推動(dòng)力就是對(duì)陰離子的分析，一次進(jìn)樣在短短8分鐘內(nèi)就可以測(cè)定從g/L-mg/L數(shù)量級(jí)的F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-等多種陰離子。因此，只要可以找到合適匹配的化學(xué)發(fā)光體系，就可以將二者結(jié)合成為一種高選擇性、高靈敏度的陰離子分析測(cè)定方法。 SAKAI【7】等人發(fā)現(xiàn)將酸化的硅酸鹽溶液與魯米諾雙氧水體系混合會(huì)極大增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光信號(hào)，據(jù)此建立了一種利用離子排斥色譜法分離后化學(xué)發(fā)光測(cè)定硅酸鹽的新方法。用高氯酸為洗脫劑，用低容量的陽離子交換柱作為分離系統(tǒng)，可以將待測(cè)硅酸根與其它陰離子如PO43-、NO2-、CO32-、S2-

8、等很好的分離，而且在此分離條件下，一些會(huì)干擾發(fā)光的金屬陽離子也可以得到很好的分離。方法檢測(cè)限可以達(dá)到50 ng /cm3，并且成功應(yīng)用于自來水和河水樣品的測(cè)定。 亞硝酸根廣泛存在于水體、食品添加劑及環(huán)境當(dāng)中，由于其對(duì)人體健康具有很大的潛在危害，因此必須嚴(yán)格控制其含量。利用離子色譜對(duì)NO2-進(jìn)行分析已經(jīng)是成熟的方法，一般可以用電導(dǎo)法或者紫外分光光度法進(jìn)行檢測(cè)，張磊【8】等人建立了一種以化學(xué)發(fā)光作為檢測(cè)手段的新方法。實(shí)驗(yàn)采用低壓陰離子色譜柱作為分離系統(tǒng)，將一定體積的NO-2 標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液通過進(jìn)樣閥注入色譜分離系統(tǒng), 用1 mmol/ L碳酸鈉溶液作洗脫液, 柱后與高碘酸鉀溶液反應(yīng), 隨后再通

9、過三通與魯米諾溶液混合產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集光信號(hào)的改變，進(jìn)行定量分析。由于低壓離子色譜柱對(duì)陽離子不保留，所以在此條件下可以同時(shí)消除陰陽離子的干擾，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下, NO-2 在0.810.0 mg/ L 范圍內(nèi)與發(fā)光強(qiáng)度呈良好線性關(guān)系， 線性回歸方程y = 375. 02 x + 547.54 , R = 0.997 4。 對(duì)4.0 mg/ L NO-2 平行測(cè)定11 次, 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.1 %, 檢測(cè)限為0.2 mg/ L。 還有【9】利用離子色譜分離后得到的SO32-對(duì)次黃嘌呤-高錳酸鉀-魯米諾發(fā)光體系的抑制作用，來測(cè)定白糖、蜜棗、話梅等食品中的SO32-含量，方法儀器簡(jiǎn)

10、單，操作方便，檢測(cè)快速。 3化學(xué)發(fā)光與離子色譜聯(lián)用在藥物檢測(cè)方面的應(yīng)用 目前化學(xué)發(fā)光與高效液相聯(lián)用測(cè)定藥物的研究得到了廣泛的關(guān)注，但是利用離子色譜分離藥物并進(jìn)行化學(xué)發(fā)光檢測(cè)的文章尚不多見。Juan【10】等人利用離子色譜分離，化學(xué)發(fā)光檢測(cè)成功的測(cè)定了環(huán)境水樣中多種氨基糖苷類抗生素。通常氨基糖苷類抗生素的測(cè)定要進(jìn)行柱前或者柱后衍生，以改善其在色譜柱上的保留和光度檢測(cè)要求，但本文利用Hamilton PRP-X200強(qiáng)陽離子交換柱作為分離手段，5.0×10-3mol/L醋酸鈉和0.65mol/L氯化鈉作為流動(dòng)相，化學(xué)發(fā)光作為檢測(cè)方法，避免了復(fù)雜的衍生過程。實(shí)驗(yàn)首先用一個(gè)自制的固相萃取裝置

11、將50mL環(huán)境水樣富集在1mL流動(dòng)相中，然后將其注入離子色譜分離系統(tǒng)分離后進(jìn)行化學(xué)發(fā)光檢測(cè)。發(fā)光體系由Cu2+-魯米諾-雙氧水構(gòu)成，由于藥物可以與Cu2+形成配合物，從而導(dǎo)致發(fā)光信號(hào)的降低，據(jù)此進(jìn)行定量檢測(cè)。方法成功應(yīng)用于檢測(cè)環(huán)境水樣中硫酸巴龍霉素、硫酸卡那霉素、硫酸阿米卡金、鏈霉素和新霉素等藥物。 4展望 離子色譜由于其固定相的種類繁多，因此在分析時(shí)具有很好的選擇性。而化學(xué)發(fā)光具有很高的檢測(cè)靈敏度，二者的結(jié)合會(huì)成為一種理想的分離方法。其主要存在的問題是分離系統(tǒng)的流動(dòng)相會(huì)對(duì)發(fā)光強(qiáng)度產(chǎn)生一定的影響，因此要選擇合適的流動(dòng)相，而種類繁多的離子色譜柱為此提供了可能。 參考文獻(xiàn) 1 Dane W. Pe

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