中科檢測賴華杰博士：超支化法制備陰離子色譜柱20min內可測12種陰離子

　　 離子色譜儀已廣泛用于環境檢測、食品分析、醫學制藥、生物科學等行業中，色譜柱是離子色譜儀的重要組成部分同時也是重要的耗材。聚苯乙烯-二乙烯基苯微球因具有pH耐受范圍廣等特點成為色譜柱填料的主要基質之一。表面超支化修飾后的微球，因具有大量的末端官能團，可以提供更多的交換位點增強色譜柱的離子交換能力，而在色譜分離方面等展示出巨大的潛力。此外，超支化結構的色譜填料有高度分支和三維網絡結構有助于提高分離效率和色譜柱的機械穩定性。

　　 中科檢測技術服務（廣州）股份有限公司賴華杰博士等用1,4-丁二醇二縮水甘油醚、四乙烯五胺為環氧-胺功能化試劑，通過超支化反應在磺化的聚苯乙烯-二乙烯基苯微球表面超支化改性，再以甲胺封端，制備出了陰離子離子色譜柱填料，研究了色譜柱填料的形貌和結構。最后，將制備的色譜柱填料裝填成250 mm×4. 6 mm規格離子色譜柱，確定了色譜柱快速分離12種陰離子的的最佳色譜條件，并將色譜柱用于檢測自來水、地表水、工業廢水等實際樣品中的常見陰離子。

　　亮點

　　1. 使用磺化反應和超支化反應制備色離子色譜柱填料，SO42-、HPO42-等二價離子的出峰時間早于Br-、NO3-等一價離子；

　　2. 色譜柱可在20 min內分離F-、CH3COO-、ClO2-、BrO3-、Cl-、HPO42-、NO2-、SO42-、Br-、ClO3-、C2O42-和NO3-等12種離子。

　　微球的SEM圖

　　A.聚苯乙烯微球，B.聚苯乙烯-二乙烯基苯微球，C.磺化聚苯乙烯-二乙烯基苯微球，D.色譜柱填料

　　微球的FT-IR圖

　　色譜柱分離12種離子的色譜圖

　　總結與展望

　　 超支化反應在聚苯乙烯-二乙烯基苯微球表面改性可以得到陰離子柱填料，且不會明顯改變微球的形貌，表面改性后微球表面大孔結構增加并且有大量胺基基團。用該填料裝填的色譜柱在柱溫箱溫度為40 ℃、流速為1.0 mL/min、淋洗液為3.6 mmol/L Na2CO3的條件下，可以快速分離F-、CH3COO-、ClO2-、BrO3-、Cl-、HPO42-、NO2-、SO42-、Br-、ClO3-、C2O42-和NO3-等12種陰離子，并可用于實際樣品的檢測。在受試的地表水、自來水和工業廢水中，F-、Cl-、HPO42-、NO2-、SO42-、Br-、NO-等7種陰離子的檢出限和定量下限分別為0.003~0.160 mg/L和0.010~0.530 mg/L，相對標準偏差（RSD）均低于4.0%。

　　 該研究獲廣州市重點研發計劃（2023B03J1365）的資助，相關成果發表于《分析測試學報》2023年12期第1561~1568頁。

　　通訊作者簡介

　　 賴華杰，博士，高級工程師，中科檢測技術服務（廣州）股份有限公司總工程師，中科檢測研究院執行院長，碩士研究生導師。長期從事新興污染物分析檢測方法開發和環境功能材料在分析化學中應用等方面研究，研發了超支化型離子色譜柱用于常見陰離子檢測，還研發了一系列柔性紙基固相萃取材料、磁固相萃取材料并用于環境中毒品、激素、藥品和個人護理品等新興污染物檢測。發表SCI論文三十余篇，授權發明專利15項。主持及參與多項省、市自然科學基金和產學研項目。