利用高效液相色谱法测定泉水中硫化物的含量外文翻译资料

 2022-04-28 10:04

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利用高效液相色谱法测定泉水中硫化物的含量

摘要

建立了一种高效液相色谱法,以吡咯烷盐(4-[p-(N,N-二甲基胺基)苯基]-2,6-二苯吡啶高氯酸盐(LN1)和2,4,6-三苯基吡啶四氟硼酸酯(L1)为基础,研制了一种用于硫化物测定的高效液相色谱法。用LN1或L1的硫化物离子对相应的衍生物LN3或L3的形成进行反应后,用磷酸盐缓冲液和乙腈作为洗脱剂在C18柱上分离,然后用紫外/vis检测器检测。通过使用所述的方法,硫化物离子的范围可以在5.12-486.4微克之间。硫化物离子的浓度范围为5.12-486.4mu;g L-1或1.024-20.48mu;gL-1借助L1或LN1。在我们的实验中,相对标准偏差不高于2%,回收系数在88-102%的范围内。所提出的方法被用于测定位于波兰的BuskoZdroacute;j和Uniejoacute;w疗养胜地的泉水样品中的硫化物。

关键词: 硫化 三苯基吡喃盐 高效液相色谱法

1.简介

硫化物的检测和定量是非常相关的,因为在人体中阴离子的急性毒性[1,2]。色谱技术已被应用于许多复杂样品中硫化物的检测,包括环境和流出水[3-5]、制药制剂[6]、土壤样品[7]、体液[8]和人血[9],主要是由于这些技术的分离能力[10,11]。报告的检测系统包括电导率[6]和火焰光度法[4,7,12],以及荧光法和分光光度法[6,13,14]。虽然大多数技术可以直接检测硫化物,但基于亚甲基蓝[15],硫[14]和荧光标记单溴甲烷[8]的柱前衍生程序有很多。特别是最著名的高效液相色谱法(HPLC)法测定硫化物,涉及亚甲基蓝反应的应用[14,16]。硫化物与N,N-二甲基对苯二胺的反应导致阴离子转化为亚甲蓝衍生物,其通过反相HPLC和分光光度检测确定。这种方法已被用于研究各种样本和修改。例如,该方法已被用于硫化物转化为亚甲基蓝后,通过离子相互作用反相HPLC检测牛脑组织和瘤胃液中的硫离子[17]。用这种方法测定的硫化物浓度等于166 nmol L-1。此外,亚甲蓝方法已被用于硫化物处理和对照小鼠和大鼠的脑,肝,肺和肾组织中的硫化物的检测[17-19]。但是,在复杂的样品制备过程中,此过程非常耗时。

硫化物转化为硫氨酸后的色谱测定也得到了发展[18,20]。在这种方法中,硫化物在与对苯二胺和铁(III)反应后转化为荧光衍生物。使用C8固定相和离子试剂对硫进行色谱分离,并用荧光分光光度法检测(激发:600nm发射:623nm)。使用这种方法,硫离子可以在0.01-3.0mu;molL-1范围内测定。

另一方面,许多方案描述了转化为单溴烷衍生物后,通过HPLC测定硫化物,硫化物和硫代硫酸盐[21]的含量。这些衍生物使用连接到弱碱性阴离子交换柱的C18固定相分离。通过荧光光度法检测单溴代根烷衍生物(在396nm激发,在476nm发射)。 该方法用于测定正常人血清1mu;mol水平的硫化物。上述利用单溴双烃衍生物和HPLC的方法也用于硫代硫酸盐和废水中的硫化物一起测定硫化物[22]。然而,这些方法比N,N-二甲基对苯二胺衍生物敏感得多[22]

含水样品中含硫化合物的测定也采用五氟苄基对甲苯磺酸盐作为衍生试剂进行气相色谱分析[23]。衍生试剂与阴离子如溴化物,碘化物,氰化物,硫氰酸盐,硝酸盐和硫化物反应。分别形成了以下衍生物:五氟苄基溴,碘化物,氰化物,硫代氰酸盐和硝酸盐,以及双(五氟苄基)硫化物。但是,这种硫化方法的灵敏度等于5mu;gmL-1 [24]

本文提出的方法是基于硫化物与盐(4-[P-(N,N-二甲基氨基)苯基]-2,6-二苯基高氯酸盐(LN1)或2,4,6-三苯基四氟硼酸盐(L1),以及衍生化试剂转化为相应的LN3和L3硫代苯阳离子[25-27](图1)。例如,等LN1转型涉及的540 nm的吸收带红移分别导数为580nm LN3[28]。这是一种高度选择性的反应,只有硫化氢和硫化氢离子能够诱导这种颜色从品红变成蓝色。与上述其他程序相比,这种方法有许多优点,如选择性高、样品制备相对简单、测定时间短。

2.实验

2.1试剂

所有有机溶剂均采用高效液相色谱法。作为流动相的硫化钠,2-氨基-2-羟甲基 - 丙烷-1,3-二醇(TRIS)和钠和乙腈(65:35,v / v),以0.85mLmin-1用于从过量衍生化试剂和样品的其他组分中分离L3。为了分离LN3,从POCh(格利维策,波兰)获得由磷酸缓冲液(0.01mol L-1pH3.0)和乙腈(55:45,v / v)氢氧化物组成的流动相。 4-[P-(N,N-二甲基氨基)苯基]-2,6-二苯基高氯酸盐(LN1)如其他地方公开的那样合成[25]。2,4,6-三苯基四氟硼酸盐(L1)购自西格玛(Steinheim,德国)。从CHEMPUR、西格玛(德国Steinheim)和二甲苯分析科学(都柏林, 爱尔兰)购买磷酸、氢氯酸、磷酸二氢钠、乙腈和丙二醇。所有使用的化学品都是分析级的,水是刚刚蒸馏过的。

2.2溶液的存储

将硫酸钠(400mu;mol)溶于200mu;L氢氧化钠(1 mol L-1)中,用水稀释至10 mL,得到硫酸根浓度为4times;10-2 mol L-1的溶液。用碘滴定法滴定。随后,将1mL该溶液用水稀释至10mL以产生浓度为4times;10-3molL-1的工作溶液。

将4-[P-(N,N-二甲基氨基)苯基]-2,6-二苯基高氯酸盐(5mu;mol)和2,4,6-三苯基四氟硼酸盐(5mu;mol)溶于乙腈中并用该溶剂得到5times;10-3 mol L-1浓度的衍生化试剂。

将2-氨基-2-羟基甲基-丙烷-1,3-二醇(TRIS)(1mmol)溶解在80mL水中,并且将该溶液用盐酸溶液调节至pH 9或10(1:1,v / v)或氢氧化钠(1molL-1)稀释至100mL。

磷酸缓冲液的制备方法是将20mmol磷酸钠溶于水中,用磷酸(1molL-1)酸化至pH 3.0,并稀释至200 mL。

2.3衍生过程

基于图1所示的方案进行衍生化过程。适当体积的TRIS缓冲液(分别为LN1和L1的0.2 mL和1.5 mL)、硫化物溶液、衍生化试剂的过量和乙腈(两种衍生化试剂的1.5 mL)混合在10毫升的烧瓶中。随后,添加400mu;L盐酸(36%)、反应溶解,用水稀释10毫升。样品保存在4◦C自动进样器以防止其降解。

为了优化衍生化条件,对不同数量的TRIS缓冲液(在0- 2ml范围内)进行反应,在不同pH值的TRIS缓冲液中(在7-12范围内)和反应时间(在0 min到60 min范围内)。衍生化效率计算各种量的乙腈(0-6毫升范围)和盐酸(在0-600的范围mu;L)。

2.4液相色谱法

液相色谱法是用一种600E的液体色谱仪(MA, USA)来进行的,它包括一个水600控制器,一个装有氦气除气器的600水泵,一个2487水的双吸光度检测器,以及一个717号的水和一个自动取样器。每个样本的分析物(25mu;L)分离使用水域对称C18反列(150times;3.9毫米times;5mu;m)或Kinetex C-18列(100times;4.6毫米times;4.6mu;m),保持在环境温度。磷酸缓冲液的混合物(0.02molLminus;1 ph值3.0)和乙腈(65:35,v / v)为流动相,泵的流量0.85mlminminus;1,用于分离L3过度衍生化试剂和其他组件的示例。LN3分离,流动相组成的含磷缓冲区(0.01molLminus;1 pH值3.0)和乙腈(比例为55:45,v / v),泵的流量使用1.0毫升每分钟。这些混合物分别用于L3和LN3的368 nm或610nm的UV/vis检测器。

2.5衍生品的稳定性

研究了硫代笨衍生物的稳定性。按照一般程序制备样品,分别加入适量的硫离子以获得浓度为6.4times;10-6molL-1和1times;10-5molL-1的硫代笨溶液LN1和L1。产品的稳定性在0-400分钟范围内进行测试。

2.6方法验证

在整个验证过程中,应用了方法中获得的最佳条件(分离、衍生化过程和样本应用)。根据国际化学会议(ICH)指南[29],该HPLC-UV / vis方法在线性度,检测限(LOD),定量限(LOQ),准确度和精密度方面得到验证。

图1硫化物与2,4,6-三苯基吡喃鎓化合物的反应方案[27]

按照一般程序制备样品。使用Empower软件(水,MA,美国)自动计算峰面积,并在必要时手动调整。所有后续计算均使用Excel应用程序执行(Microsoft Office Professional Plus 2010)。使用L3或LN3的峰面积来构建校准曲线。使用线性回归分析评估硫酸根的线性,其通过最小二乘回归方法计算。线性是基于y = ax b方程建立的,其中y是峰面积,x是样品中硫离子浓度(mol L-1)。整个校准范围在3天内重复九次(每天三次)。通过在同一天测定反应混合物的样品溶液以确定日内精密度(重复性)并测量峰面积的相对标准偏差(RSD)来建立精确度。反应混合物含有:0.16,0.20,0.52,0.80,1.0,2.0,5.2,8.0,10.0,和15.2nmolmL-1的L3和0.016,0.032,0.04,0.064,0.08,0.16,0.31,0.64,0.96,1.6,3.2,4.8和6.4nmol mL-1的LN3。为了测量准确度,已知量的硫化物被添加到样品溶液中(回收测试)。检测限(LOD)和定量限(LOQ)的建立是因为分析物的最低浓度给出五个或十个信噪比(分别基于六次分析物和空白的平均值)。

2.7 泉水中硫化物的定量分析

泉水样本来自BuskoZdroacute;j和Uniejoacute;w疗养胜地(波兰)。样品储存在4℃。

并且在48小时内进行分析。根据衍生反应的最佳条件制备样品。

2.8来自BuskoZdroacute;j度假村的泉水样本

首先,将1.5 mLTRIS缓冲液(pH 9,0.1 molL-1),25mu;L泉水,10mu;LL1(0.001 mol L-1)和3.0 mL乙腈混合在10 mL容量瓶中。随后,加入400mu;L盐酸(36%),并将反应溶液用水稀释至10mL。

2.9来自Uniejoacute;w度假村的泉水样本

首先,将10mL TRIS缓冲液(pH10,0.1mol L-1),600mu;L泉水,4mu;LLN1(0.001mol L-1)和3.0mL乙腈混合在一起。随后,加入400mu;L盐酸(36%),并将反应溶液用水稀释至10mL。

2.10 BuskoZdroacute;j度假村的春季水样采用硫化溶液加标

首先,将1.5mLTRIS缓冲液(pH 9,0.1molL-1),25mu;L泉水,适量硫化物溶液(25mu;L,50mu;L,75mu;L; 4x10-4molL-1),适量的L1溶液(10mu;L,20mu;L,30mu;L; 0.001mol L-1)和3.0mL乙腈混合在10毫升液体中。 随后,加入400mu;L盐酸(36%),并将反应溶液用水稀释至10mL。

2.11来自Uniejoacute;w度假村的泉水样本加入了硫化物溶液

首先,将1.5mLTRIS缓冲液(pH 9,0.1molL-1),600mu;L硫酸水,适量硫化物溶液(10mu;L,20mu;L,30mu;L;4times;10-4molL-1)中,将适量的LN1溶液(20mu;L,40mu;L,60mu;L;0.001mol L-1)和3.0mL乙腈混合在10mL的烧瓶中。之后,加入400mu;L盐酸(36%),并将反应溶液用水稀释至10mL。

3.结果与讨论

硫化物与衍生试剂LN1和L1的反应分两步进行(见图1)。第一步,硫化物对LN1和L1的亲核攻击导致形成LN2和L2衍生物,其在酸化时易于转化为相应的LN3和L3的TP阳离子。

3.1色谱条件。

自开始以来,对HPLC-UV / vis条件进行了评估,其中包括检测硫化物为硫代笨盐L3或LN3的紫外/可见光谱数据,以及特征保留时间和分辨率。根据分析物的实验紫外/可见光谱,分别使用衍生化试剂L1和LN1选择波长368和610nm(lambda;max)。测试了几种流动相组成和浓度,以及pH水平和流速,以确定从过量试剂和其他基质组分中分离硫代TP的最佳HPLC条件。

分钟

分钟

图2.(a)LN3衍生物色谱图的实例,未反应的LN1衍生化试剂在4.4分钟的峰值,5.2分钟时的峰值LN3衍生物16 pmol(在25mu;L的注射剂中);(b)L3衍生物获得的色谱图的实例,7.7分钟处的峰值未反应的L1衍生化试剂,9.1分钟时的峰值L3衍生物20pmol(在25mu;L注射剂中)。

所有讨论的实验都是由磷酸缓冲液和乙腈组成的流动相进行的。仅在C18色谱柱上才能看到L3和LN3衍生物的满意分离:Kinetex C18和Waters Symmetry C18 RP-HPLC。研究乙腈含量对分离的影响范围在30-50%之间。对于L3和LN3,分别以65:35和55:45%(v / v)的比例由磷酸缓冲液和乙腈组成的流动相获得最佳结果。还研究了磷酸缓冲液浓度(在0.01-0.05mol L-1范围内)和pH(在2.5-7.0范围内)对分离的影响。试验表明,磷酸缓冲液浓度对从过量的衍生试

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