鉻是人體必需的微量元素之一，也是自然界分布較廣泛的一種元素，鉻的毒性與其價態(tài)有關，六價鉻具有很強的毒性，可干擾重要的酶體系，具有致癌和誘發(fā)基因突變的作用。近日，市場上出現(xiàn)了皮革奶風波。皮革奶是用皮革水解蛋白生產(chǎn)出來的乳制品，這是一種類似于三聚氰胺的物質(zhì)，加入乳制品中的目的是提高產(chǎn)品蛋白含量。重鉻酸鉀和重鉻酸鈉是令皮革軟化的化工原料，皮革水解蛋白中含有的重鉻酸鉀和重鉻酸鈉，人體吸收后可致關節(jié)疏松、腫大，甚至造成兒童死亡。
目前，測定六價鉻的方法主要有光譜法、分光光度法、色譜法、質(zhì)譜法等。本文利用二苯碳酰二肼作衍生試劑，離子色譜與紫外檢測器聯(lián)用技術測定牛奶中六價鉻，方法簡便快速、靈敏度高，檢測下限可達到μg/L。方法的回收率高、重現(xiàn)性好、出峰快，5min之內(nèi)即可完成樣品檢測，本方法可以作為牛奶中六價鉻的快速檢測方法。
一、實驗部分
1.儀器與試劑
離子色譜儀:CIC-300型離子色譜儀，配有柱后衍生裝置和紫外檢測器， 青島盛瀚色譜技術有限公司。超純水制備設備:優(yōu)普超純水機，成都超純科技有限公司。分析天平: 北京賽多利斯天平有限公司，BS110S。臺式離心機:常州丹瑞實驗儀器設備有限公司。
陰離子色譜柱:SH-Anion-003 (4.6mm×250mm)，青島盛瀚色譜技術有限公司。
二苯碳酰二肼(DPC)、硫酸、甲醇、氨水、硫酸銨、重鉻酸鉀(分析純)。
實驗用水為去離子水，電阻率≥18.2MΩ·cm。
2.實驗原理
由于鉻酸根的紫外吸收比較弱，如果直接進入紫外檢測器進行測定靈敏度太低，然而鉻酸根與生成紫紅色絡合物在530nm處有強烈的吸收。其次，由于牛奶樣品成分比較復雜，干擾比較多，采用比色法或者分光光度法誤差較大。因此，筆者首先采用離子色譜柱將鉻酸根分離出來， 從而排除了其他物質(zhì)的干擾，之后與柱后另一路所泵二苯碳酰二肼衍生劑混合進行絡合反應，于530nm處進行檢測，此方法極大地提高了鉻酸根的檢測靈敏度，檢出限可以達到ppb級。
3.實驗方法
鉻酸根標準溶液的配制方法:準確稱取0.1361g重鉻酸鉀于小燒杯中，加入少許去離子水溶解，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，燒杯用去離子水洗滌3次，合并溶液，用0.05mol 氫氧化鈉定容至100mL (pH值6 以上時，Cr2O72-才以CrO42-的形式存在)， 此為1000mg/L的六價鉻儲備液(即1000mg/L CrO42-)。將儲備液稀釋適當倍數(shù)后即可進入離子色譜檢測。
牛奶樣品前處理: 移取1mL牛奶于10mL離心管中，加入2mL乙腈，搖勻后，于離心機上以5000r/min離心10min，取上清液2mL于10mL試管中，用淋洗液定容至刻度。取上述溶液過RP柱去除有機物，過0.22μm濾膜去除樣品中的微粒雜質(zhì)，棄去前3mL，收集后面2mL液體進入離子色譜系統(tǒng)進行分析。
本實驗采用SH-Anion -003 陰離子色譜柱， 以0.1mol/L硫酸銨、-0.05mol/L 氨水作淋洗液， 流速為1.0mL/min，柱后衍生試劑為2mmol/L二苯碳酰二肼，流速為0.5mL/min，采用紫外可見光檢測器于530nm處進行測定，采用外標法峰面積定量。實驗數(shù)據(jù)的采集、計算均通過色譜軟件完成。
<CTSM>圖1鉻酸根離子標準譜</CTSM>
<CTSM>表1鉻酸根的線性方程、線性范圍、相關系數(shù)、檢出限
注:X為離子濃度，Y為色譜峰面積。</CTSM>
<CTSM>表2牛奶中鉻酸根測定結(jié)果及加標回收率實驗結(jié)果(n=5)
注:“ND”表示未檢出。</CTSM>
<CTSM>圖2牛奶樣品及加標測定譜圖</CTSM>
二、結(jié)果與討論
1.條件優(yōu)化
(1)淋洗液條件的選擇
硫酸銨與氨水不同濃度及配比對分離度和出峰時間的影響的試驗結(jié)果表明，隨著硫酸銨和氨水濃度的增加，鉻酸根出峰時間提前，響應信號也隨之增加，然而濃度過高，鉻酸根出峰過快，與系統(tǒng)峰距離太近，峰形變差。當硫酸銨濃度為0.10mol/L、氨水濃度為0.05mol/L時，鉻酸根出峰時間快，5min內(nèi)全部出完，峰形對稱，與系統(tǒng)峰及干擾峰分離良好。故本實驗選擇0.10mol/L硫酸銨、-0.05mol/L氨水作淋洗液。
(2)衍生劑的選擇
通過試驗了解DPC濃度以及流速對實驗結(jié)果的影響，結(jié)果表明，DPC濃度太小時信號強度低，但是濃度太大時噪聲也相應很大， 因此本實驗選擇2mmol/LDPC作為柱后衍生試劑濃度。當DPC流速為0.5mL/min時，檢測的信噪比高，故選擇衍生劑流速為0.5mL/min。
(3)檢測波長的選擇
對鉻酸根與DPC混合溶液進行全波長掃描， 掃描范圍為(490～560)nm， 結(jié)果表明其最大吸收波長為530nm，因此本實驗選擇的檢測波長為530nm。
2.工作曲線及檢出限
準確移取1.(3)中所配制1000mg/L的六價鉻儲備液1mL于100mL容量瓶中， 去離子水定容到刻度即得10mg/L的六價鉻標準溶液。準確移取上述所配10mg/L六價鉻標準溶液1mL于100mL容量瓶中， 去離子水定容到刻度即得0.1mg/L(即100μg/L)六價鉻標準溶液。將此100μg/L六價鉻標準溶液依次稀釋2 倍、4 倍、20倍、50倍，按照1.(3)所描述實驗方法進行測定，測得鉻酸根線性方程、線性范圍、相關系數(shù)如表1所示，以線性方程最低濃度按照3倍信噪比(S/N=3)計算檢出限為1.2μg/L。
3.樣品測定結(jié)果及加標回收率結(jié)果
測定了市售某品牌牛奶中六價鉻含量，使用標準加入法測定了鉻酸根的加標回收率，兩次加標量分別為10μg/L 和20μg/L， 加標回收率分別為105.6%和97.5%，如表2所示。鉻酸根標準品譜圖、牛奶樣品譜圖及樣品加標譜圖如圖1、圖2所示。從圖中可以看出，鉻酸根標準品及牛奶樣品均在5min之內(nèi)完成檢測，鉻酸根峰形對稱，與系統(tǒng)峰完全分離，檢測牛奶實際樣品時鉻酸根出峰位置無干擾， 加標10μg/L和20μg/L出峰良好，并明顯成比例遞增。
三、結(jié)束語
采用離子色譜-紫外檢測聯(lián)用柱后衍生的方法測定牛奶中六價鉻含量，可以有效地排除干擾，提高六價鉻檢測的靈敏度。方法簡便快速，于5min之內(nèi)即可完成一次的進樣分析，既發(fā)揮了離子色譜在分離陰陽離子方面的優(yōu)勢，又將離子色譜與紫外可見光檢測器在檢測顯色絡合反應方面的優(yōu)勢結(jié)合起來，是離子色譜柱后衍生聯(lián)用技術的典型應用，同時也為牛奶中六價鉻的檢測和皮革奶的鑒定提供了有利依據(jù)。
