一种离子色谱柱后衍生法测定样品中氨氮的试剂盒及检测方法与流程

1.本发明涉及一种水质中氨氮含量的检测技术，具体涉及一种用于离子色谱柱后衍生法检测氨氮的试剂盒及结合该试剂盒检测检测样品中氨氮含量的方法。


背景技术：

2.水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。
3.氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大十几倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的ph值及水温有密切关系，一般情况，ph值及水温愈高，毒性愈强，对鱼的危害类似于亚硝酸盐。氨氮对水生物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，生长减慢，组织损伤，降低氧在组织间的输送。鱼类对水中氨氮比较敏感，当氨氮含量高时会导致鱼类死亡。急性氨氮中毒危害为：水生物表现亢奋、在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。
4.现有的氨氮检测方法主要是采用分光光度法(例如《hj
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2009水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》)。纳氏试剂分光光度法的检测原理是以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量程正比，于波长420nm处测量吸光度，从而通过朗伯比尔定律定量分析。
5.但该方法存在如下缺点：
6.(1)灵敏度不够高：检出限不能满足部分样品的需求，当水样体积为50ml，使用20mm比色皿时，本方法检出限为0.025mg/l。
7.(2)存在干扰因素：如果样品本身带有颜色，也会吸收420nm处的光，从而造成严重的干扰；不同的离子浓度、盐度等都会对测试产生干扰。
8.(3)耗费的时间长：实验表明，反应时间在10min之前，溶液显色不完全；10～30颜色较稳定；30～45min颜色有加深趋势；45～90min颜色逐渐减褪。因而，用纳氏试剂光度法测定水中氨氮时，显色时间应控制在10～30min。


技术实现要素：

9.本发明一个目的在于提供一种离子色谱柱后衍生法检测样品中氨氮含量的试剂盒，该试剂盒可以除去样品中存在的基体干扰，能够结合离子色谱柱后衍生法快速检测样品中的氨氮含量。
10.具体技术方案如下：
11.一种用于检测样品中氨氮含量的离子色谱柱后衍生法的试剂盒,包括如下试剂：
12.(1)作为离子色谱柱后衍生法流动相的无机酸+无机酸的钾盐或钠盐体系；
13.(2)填充了含有磺酸或羧酸基团的阳离子交换树脂的色谱柱；
14.(3)作为离子色谱柱后衍生法衍生试剂的亚硝基铁氰化钠、水杨酸盐和次氯酸盐。
15.进一步的，(1)所述的无机酸+无机酸的钾盐或钠盐体系为盐酸+盐酸的钾盐或钠盐、硫酸+硫酸的钾盐或钠盐、硝酸+硝酸的钾盐或钠盐中的任一种；优选为盐酸+盐酸的钾盐或钠盐；所述的盐酸+盐酸的钾盐或钠盐，浓度为1～200mmol/l+1～200mmol/l；所述的硫酸+硫酸的钾盐或钠盐的体系浓度为1～200mmol/l+1～200mmol/l；所述的硝酸+硝酸的钾盐或钠盐的体系浓度为1～200mmol/l+1～200mmol/l。
16.进一步的，(2)所述的用于填充含有磺酸或羧酸基团的阳离子交换树脂的色谱柱为在粒径5～15微米的聚苯乙烯球体上，嫁接上磺酸基团或羧酸基团，基团密度在1～1000mmol/g。
17.进一步的，(3)中所述的衍生试剂为水杨酸盐、亚硝基铁氰化钠或次氯酸盐任一种。
18.进一步的，所述水杨酸盐为水杨酸钠或者水杨酸钾任一种；优选为水杨酸钠；所述的水杨酸根的浓度为100～10000mmol/l，na
+
的浓度为100～10000mmol/l，k
+
的浓度为100～10000mmol/l。
19.进一步的，所述亚硝基铁氰化钠的浓度为1～100mmol/l；
20.进一步的，所述次氯酸盐为次氯酸钠或次氯酸钾，优选为次氯酸钠；所述次氯酸盐中有效氯的浓度0.5～1％。
21.本发明另一目的是提供上述的试剂盒在测定氨氮含量的离子色谱柱后衍生法或者制备测定氨氮含量的离子色谱柱后衍生法产品中的应用。本方法利用阳离子交换柱对样品中的氨、铵离子进行分离后再衍生。本方法前处理简单、快速、检出限低、抗干扰能力强、操作简单。
22.具体技术方案如下：
23.所述的试剂盒在测定氨氮含量的离子色谱柱后衍生法中的应用，包括如下步骤：
24.先将待测含氨氮样品水溶液过滤，后将溶液进样，经过一根阳离子交换色谱柱分离洗脱，依次经水杨酸盐、亚硝基铁氰化钠、次氯酸盐的混合反应后加热生成蓝色化合物，该蓝色化合物在660nm的波长有最强的吸收，从而实现氨氮的检测。
25.进一步的，所述的加热温度为30～100℃，反应速率最快且反应最充分，优选温度为60℃或40℃或80℃。
26.进一步的，所述阳离子交换色谱的流动相泵流速是1～4ml/min。
27.进一步的，所述水杨酸盐泵流速是0.5～2ml/min；所述亚硝基铁氰化钠泵流速是0.1～0.8ml/min；所述次氯酸盐泵流速是0.2～1.2ml/min。
28.与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明使用试剂盒结合离子色谱柱后衍生法实现对氨氮含量的测定，离子色谱柱后衍生法相较其它已报道的方法，具有前处理简单、快速、检出限低、抗干扰能力强、操作简单的优点。
附图说明
29.图1是1ppm氨、铵离子标准溶液的色谱图；
30.图2为实施例2中离子色谱柱后衍生法测定无锡胡埭污水处理有限公司中地表水的色谱图；
31.图3为实施例3中离子色谱柱后衍生法测定泰兴金江化学工业有限公司废水总排
放池中工业废水的色谱图；
32.图4为实施例4中离子色谱柱后衍生法测定扬州石化有限责任公司污水排放口中生活污水的色谱图。
具体实施方式
33.以下通过具体实施例对本发明做进一步说明，
34.实施例1：用于检测样品中氨氮含量的离子色谱柱后衍生法的试剂盒
35.(1)作为流动相的无机酸+无机酸的钾盐或钠盐体系优选为盐酸+盐酸的钾盐或钠盐，其次为硫酸+硫酸的钾盐或钠盐、硝酸+硝酸的钾盐或钠盐，其中盐酸+盐酸的钾盐或钠盐，浓度为30～100mmol/l+1～20mmol/l,硫酸+硫酸的钾盐或钠盐的体系浓度为30～100mmol/l+1～20mmol/l，硝酸+硝酸的钾盐或钠盐的体系浓度为30～100mmol/l+1～20mmol/l。
36.(2)用于填充含有磺酸或羧酸基团的阳离子交换树脂的色谱柱,为在粒径5～15微米的聚苯乙烯球体上，嫁接上磺酸基团或羧酸基团，基团密度在1～1000mmol/g。
37.(3)作为衍生试剂的水杨酸盐、亚硝基铁氰化钠和次氯酸盐，所述水杨酸盐优选为水杨酸钠，其次为水杨酸钾，其中水杨酸根的浓度为100～500mmol/l,na
+
的浓度为100～500mmol/l,k
+
的浓度为100～500mmol/l；所述亚硝基铁氰化钠的浓度为1～10mmol/l；所述次氯酸盐(优选为次氯酸钠，其次为次氯酸钾，其中有效氯含量为0.5～1％。
38.实施例2：本发明试剂盒在在测定样品氨的离子色谱柱后衍生法中应用，具体包括如下步骤：
39.先将待测含氨氮样品水溶液过滤，后将溶液进样，经过一根阳离子交换色谱柱分离洗脱，依次经水杨酸盐、亚硝基铁氰化钠、次氯酸盐的混合反应后加热生成蓝色化合物，该蓝色化合物在660nm的波长有最强的吸收。其中加热温度为30～100℃；阳离子交换色谱柱分离洗脱时，流动相泵流速为1～4ml/min；水杨酸盐通过输液泵加入加热器中反应，输液泵流速为0.5～2ml/min；所述亚硝基铁氰化钠通过输液泵加入到加热器中反应，输液泵流速是0.1～0.8ml/min；所述次氯酸离子次通过输液泵加入到加热器中反应，输液泵流速是0.2～1.2ml/min。
40.实施例3：试剂盒在测定1ppm氨、铵离子标准溶液中的应用
41.用于检测样品中氨氮含量的离子色谱柱后衍生法的试剂盒：
42.(1)作为流动相的30mmol/l氯化钠+1mmol/l盐酸
43.(2)用于填充含有磺酸或羧酸基团的阳离子交换树脂的色谱柱，粒径5微米，基团密度1mmol/g。
44.(3)衍生试剂：100mmol/l水杨酸钠、1mmol/l亚硝基铁氰化钠、0.5％有效氯含量的次氯酸钠。
45.具体实施步骤：
46.(1)用100mg/l的氨氮标准溶液，用去离子水稀释至浓度为1mg/l的标准溶液。
47.(2)取2ml溶液用0.45μm的滤膜过滤。
48.(3)将滤液转入hplc的自动进样器，设定hplc的工作条件如下：
49.流速：流动相泵为1ml/min、水杨酸钠泵为0.5ml/min、亚硝基铁氰化钠0.1ml/min、
次氯酸钠泵速度0.2ml/min。
50.进样量：20μl
51.温度：60℃
52.检测波长：660nm
53.然后开始仪器自动分析。1ppm氨、铵离子标准溶液的色谱图如图1，检测结果为1ppm。
54.实施例4:试剂盒在测定实际样品无锡胡埭污水处理有限公司中地表水氨氮含量中的应用
55.用于检测样品中氨氮含量的离子色谱柱后衍生法的试剂盒：
56.(1)作为流动相的30mmol/l硫酸钠+1mmol/l硫酸。
57.(2)用于填充含有磺酸或羧酸基团的阳离子交换树脂的色谱柱，粒径7微米，基团密度250mmol/g。
58.(3)衍生试剂：100mmol/l水杨酸钠、1mmol/l亚硝基铁氰化钠、0.5％有效氯含量的次氯酸钠。
59.具体实施步骤：
60.(1)取2ml样品用0.45μm的滤膜过滤。
61.(2)将滤液转入hplc的自动进样器，设定hplc的工作条件如下：
62.流速：流动相泵1ml/min、水杨酸钠0.5ml/min、亚硝基铁氰化钠0.1ml/min、次氯酸钠0.2ml/min。
63.进样量：20μl
64.温度：40℃
65.检测波长660nm
66.然后开始仪器自动分析，测得氨氮为0.60mg/l。无锡胡埭污水处理有限公司中地表水的色谱图，如图2。
67.实施例5：试剂盒在测定泰兴金江化学工业有限公司废水总排放池中工业废水氨氮含量中的应用
68.用于检测样品中氨氮含量的离子色谱柱后衍生法的试剂盒：
69.(1)作为流动相的70mmol/l硝酸钠+10mmol/l硝酸。
70.(2)用于填充含有磺酸或羧酸基团的阳离子交换树脂的色谱柱,粒径10微米，基团密度500mmol/g。
71.(3)衍生试剂：250mmol/l水杨酸钾、5mmol/l亚硝基铁氰化钠、0.75％有效氯含量的次氯酸钾。
72.具体实施步骤：
73.(1)取2ml样品用0.45μm的滤膜过滤。
74.(2)将滤液转入hplc的自动进样器，设定hplc的工作条件如下：
75.流速：流动相泵2ml/min、水杨酸钾1ml/min、亚硝基铁氰化钠0.4ml/min、次氯酸钾0.8ml/min。
76.进样量：20μl
77.温度：80℃
78.检测波长：660nm
79.然后开始仪器自动分析，测得氨氮含量为0.07mg/l。泰兴金江化学工业有限公司废水总排放池中工业废水的色谱图如图3。
80.实施例6：离子色谱柱后衍生法测定扬州石化有限责任公司污水排放口中生活污水的氨氮含量
81.用于检测样品中氨氮含量的离子色谱柱后衍生法的试剂盒：
82.(1)作为流动相的100mmol/l氯化钠+20mmol/l盐酸。
83.(2)用于填充含有磺酸或羧酸基团的阳离子交换树脂的色谱柱，粒径15微米，基团密度1000mmol/g。
84.(3)衍生试剂：500mmol/l水杨酸钾、10mmol/l亚硝基铁氰化钠、1％有效氯含量的次氯酸钾。
85.具体实施步骤：
86.(1)取2ml样品用0.45μm的滤膜过滤。
87.(2)将滤液转入hplc的自动进样器，设定hplc的工作条件如下：
88.流速：流动相泵4ml/min、水杨酸钾2ml/min、亚硝基铁氰化钠0.8ml/min、次氯酸钾1.2ml/min。
89.进样量：20μl
90.温度：100℃
91.检测波长：660nm
92.然后开始仪器自动分析，测得氨氮含量为0.34mg/l。扬州石化有限责任公司污水排放口中生活污水的色谱图如图4。
93.以上列举具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是，以上实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明的提示做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。