離子色譜法測(cè)定季銨鹽及其雜質(zhì)的含量

(1.紹興市上虞區(qū)水務(wù)環(huán)境檢測(cè)有限公司， 紹興 312000；2. 武昌理工學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院， 武漢 430223；3.浙江樹人大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，杭州 310015)

1 前言

(R)-3-氰基-2-羥基-N,N,N-三甲基-1-丙銨氯化物，俗稱卡內(nèi)腈，功能團(tuán)的結(jié)構(gòu)式見圖1。主要用于生產(chǎn)左旋肉堿及其衍生物，而左旋肉堿是一種促使脂肪轉(zhuǎn)化為能量的類氨基酸，廣泛存在于人體各組織中，常添加于嬰幼兒奶粉、運(yùn)動(dòng)員食品，因其能夠運(yùn)輸脂肪到線粒體中進(jìn)行燃燒，是一種運(yùn)載酶，具有減肥功效，也能作為人體重要的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑[1]。N-(3-氯-2-羥基丙基)-N,N,N-三甲基氯化銨，是一種季銨鹽，下稱季銨鹽，功能基的結(jié)構(gòu)式見圖2，是一類重要的陽(yáng)離子表面活性劑[2]，具有殺菌(通過增加細(xì)菌胞漿膜的通透性，使菌體胞漿物質(zhì)外滲，阻礙其代謝從而起到殺菌作用)、柔軟、抗靜電、絮凝等等功效。產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和最終產(chǎn)品及其雜質(zhì)的含量都需要被檢測(cè)。

圖1 卡內(nèi)腈分子式

圖2 季銨鹽分子式

目前卡內(nèi)腈和季銨鹽及其雜質(zhì)鈉離子、銨離子、鉀離子的檢測(cè)未見文獻(xiàn)報(bào)道，季銨鹽類及陽(yáng)離子的檢測(cè)方法主要有滴定法[2]、離子色譜法[3-9]、高效液相色譜法[10]、離子色譜法高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[11]和分光光度法等。滴定法的滴定終點(diǎn)難以觀察確定，且檢出限較高、操作較繁瑣；高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法所使用的儀器設(shè)備昂貴，成本較高；分光光度法僅適用于單一季銨鹽或復(fù)合季銨鹽的總量分析。本實(shí)驗(yàn)采用抑制型離子色譜法檢測(cè)，對(duì)卡內(nèi)腈及季銨鹽進(jìn)行檢測(cè)，建立的方法操作簡(jiǎn)單、結(jié)果可靠。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

儀器：ICS-2100離子色譜儀及Chromeleon工作站(賽默飛世爾科技有限公司)；IonPac CS 17(4 mm×250 mm)陽(yáng)離子分析柱；CSRS×300 抑制器；實(shí)驗(yàn)用水為超純水(Thermo，GenPure UV/UF，電阻率18.2 MΩ·cm)。

試劑：甲基磺酸(MSA，分析純)購(gòu)自賽默飛世爾科技有限公司；氯化銨(分析純)、氯化鈉(分析純)購(gòu)自上海試四赫維化工有限公司；氯化鉀(分析純)購(gòu)自上海申博化工有限公司；卡內(nèi)腈樣品、季銨鹽樣品取自某藥品生產(chǎn)廠家；卡內(nèi)腈標(biāo)樣、季銨鹽標(biāo)樣購(gòu)自湖北廣奧生物科技有限公司。

2.2 溶液配制

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：準(zhǔn)確稱取鈉離子、銨根離子、鉀離子、季銨鹽標(biāo)樣、卡內(nèi)腈標(biāo)樣各 0.1 g置于 100 mL容量瓶中，用超純水配制成濃度為 1000 mg· L-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，置于4℃左右的冰箱中避光保存。樣品的配制：取 0.1 g 季銨鹽和卡內(nèi)腈樣品置于 100 mL容量瓶中用超純水定容、搖勻，配得 1000 mg·L-1樣品儲(chǔ)備液，放置于 4 ℃左右的冰箱備用。

2.3 色譜條件

IonPac CS 17(4 mm×250 mm)陽(yáng)離子分析柱，流動(dòng)相為2 mmol· L-1的甲基磺酸，等度淋洗，流速為1.0 mL·min-1，抑制型電導(dǎo)檢測(cè)器(CSRS 300 4mm 抑制器)；柱溫為35℃，進(jìn)樣體積為25 μL。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜柱的選擇

鍵合不同功能基團(tuán)的離子色譜柱，對(duì)待測(cè)物質(zhì)的選擇性也不同。

IonPac CS12A，CS14，CS16等陽(yáng)離子分析柱，其表面鍵合接枝羧酸基團(tuán)，柱容量較大，對(duì)于復(fù)雜基體分析具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值；但填料疏水性較強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致被分析的有機(jī)胺峰型較差，需要在流動(dòng)相中加入一定比例的有機(jī)溶劑改善峰型。

IonPac CS17陽(yáng)離子分析柱，柱容量較小，適合于常規(guī)樣品分析；其填料親水性較強(qiáng)，無需要在流動(dòng)相中加入一定比例的有機(jī)溶劑，可以直接測(cè)定，得到較好的有機(jī)胺的峰型。

因此實(shí)驗(yàn)選擇IonPac CS17陽(yáng)離子分析柱作為本次實(shí)驗(yàn)的首選色譜柱。

3.2 流動(dòng)相濃度的選擇

由于鈉離子和銨根離子保留比較相似，需要通過進(jìn)行試驗(yàn)，以使兩者的分離度達(dá)到1.5以上，確?；€分離。實(shí)驗(yàn)分別嘗試在 2 mmol· L-1、 3 mmol· L-1、 5 mmol· L-13種流動(dòng)相對(duì)于 5 mg·L-1的鈉離子、銨根離子混標(biāo)進(jìn)行分離檢測(cè)，在各流動(dòng)相濃度下銨根離子和鈉離子的分離度分別為 1.16、1.36、1.51，最終實(shí)驗(yàn)采用分離效果最好，且檢出限較高的流動(dòng)相濃度為 2 mmol· L-1。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖

圖3 標(biāo)準(zhǔn)樣品色譜圖 卡內(nèi)腈；5.季銨鹽

3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

表1 線性方程、檢測(cè)限及相關(guān)系數(shù)

3.5 樣品中目標(biāo)分析物的測(cè)定及加標(biāo)回收率

分別取25 mg· L-1卡內(nèi)腈和季銨鹽樣品于100mL的容量瓶中，配制成250mg·L-1的溶液，每個(gè)溶液連續(xù)進(jìn)樣3次，根據(jù)平均峰面積計(jì)算季銨鹽和卡內(nèi)腈含量及其雜質(zhì)，其測(cè)定結(jié)果見表2，色譜圖見圖4、圖5。方法的回收率在93.4%～116%之間，有較好的回收率。

表2 樣品測(cè)定結(jié)果及加標(biāo)回收率

圖5 季胺鹽樣品色譜圖季胺鹽

3.6 日內(nèi)精密度及日間精密度

分別取250mg· L-1卡內(nèi)腈和季銨鹽樣品溶液1天進(jìn)樣6次及每天進(jìn)樣1次，連續(xù)進(jìn)樣6天，計(jì)算日間精密度，結(jié)果如表3?？梢姺椒ǖ木芏攘己?。

表3 日內(nèi)精密度及日間精密度

4 結(jié)論

采用抑制型陽(yáng)離子色譜電導(dǎo)檢測(cè)法，采用2 mmol/L的甲基磺酸作為流動(dòng)相，分別測(cè)定卡內(nèi)腈產(chǎn)品及季銨鹽產(chǎn)品中的的含量及3種雜質(zhì)Na+、K+、NH4+的含量。卡內(nèi)腈作為合成左旋肉堿的中間體，具有減肥瘦身等功效，如果產(chǎn)品本身純度不夠會(huì)直接影響藥效。季銨鹽主要應(yīng)用于殺菌消毒劑、抗靜電劑、絮凝劑、陰離子增效劑，若產(chǎn)品本身純度不夠會(huì)影響其效果。檢測(cè)結(jié)果表明，季銨鹽產(chǎn)品和卡內(nèi)腈產(chǎn)品的純度各91.2%達(dá)到92.5%，各雜質(zhì)的含量較低。方法的重現(xiàn)性理想，樣品回收率高，精密度良好。本方法的建立可應(yīng)用于卡內(nèi)腈和季銨鹽產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)有生產(chǎn)過程的控制。