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嘉峪檢測網 2024-12-08 21:17
摘 要： 建立離子色譜法檢測貝葉經碎片中5種主要無機陰離子F-、Cl-、SO42-、NO3-、H2PO4-含量。淋洗液為30 mmol/L KOH溶液，等濃度淋洗，流量為1.0 mL/min，5種陰離子的質量濃度在0～100 mg/L內與對應組分的色譜峰面積線性相關，相關系數均不小于0.999 6，檢出限為0.248 2～0.471 2 mg/L。對貝葉經樣品進行重復性實驗，5種離子的相對標準偏差1.49%～4.35%（n=7），加標回收率為96.4%～105.5%。該方法測定結果準確、可靠、操作簡單、快速，適用于貝葉經碎片中主要無機離子含量的測定，對貝葉經病害的機理研究有著重要的意義。
關鍵詞： 貝葉經； 無機陰離子； 離子色譜； 碎片； 含量
貝葉是貝多羅樹的樹葉，該樹種在印度、斯里蘭卡、泰國、緬甸、老撾、柬埔寨以及我國的西雙版納等低緯度地區均有生長。在紙張發明及傳入之前，古印度使用棕櫚科樹葉作為記錄載體，漢語音譯為“貝多羅”，簡稱“貝葉”，早期從印度傳入中國的這類文獻主要為佛教典籍，因此稱為貝葉經。貝葉經是以棕櫚葉片為記錄形式，經一套特殊的制作工藝制作而成，在上面刻寫經文，用繩子穿成冊，保存數百年之久的典籍。我國西藏布達拉宮藏有大量的貝葉經珍品，貝葉經是西藏歷史、文化、醫藥、宗教等社會活動的原始記錄，是我國少數民族文化遺產和世界文化遺產的重要組成部分，是古印度文化和我國藏族傳統文化交往的歷史見證，對研究中印文化的交流史與印度梵語文化對我國中原文化和藏族傳統文化的影響，具有非常重要的社會歷史和學術價值[1?3]。
布達拉宮作為我國現存梵文貝葉經較多的地方，自2019年起，我國就對其開展專項的保護和利用工作，通過普查，發現一些館藏貝葉經產生不同程度的粘連、拉絲、殘缺、斷裂、霉斑、污染、蟲蛀等病害[4?7]，導致這些病害的原因一方面是由于年代久遠，貝葉材料自身材料的降解造成，另一方面由于歷史流轉及保存條件不當等原因造成。通過前期實驗分析檢測，布達拉宮貝葉經碎片中主要含有一定量F-、Cl-、SO42-、NO3-、H2PO4-無機陰離子，這些無機陰離子的種類與含量對貝葉經病害的機理研究有著重要的意義，但由于貝葉經文物價值與歷史價值高，材質特殊又極其珍貴，目前關于貝葉經多集中在文化價值方面的研究，尚未有關于脆化污染嚴重的貝葉經離子種類及含量分析的相關研究與報道。
離子色譜法具有分析快速、操作簡單、靈敏度準確性高和多種組分可以同時分離等特點，近年來在文物保護領域如文物有害鹽檢測[8?14]、文物脫鹽工作評估[15?17]及文物保存環境有害氣體檢測[18?20]等方面均有一定的應用。筆者將西藏布達拉宮一些脆化污染嚴重的貝葉經碎片作為實驗對象，對貝葉中所含的5種無機陰離子F-、Cl-、SO42-、NO3-、H2PO4-進行研究，建立一種準確檢測貝葉中多種無機離子含量的離子色譜方法，為貝葉經病害的機理研究及保護提供科學的數據支撐。
1、 實驗部分
1.1 主要儀器與試劑
離子色譜儀：ICS1100型，配有RFC-30淋洗液自動發生器、電導檢測器、自動樣品前處理裝置(RFIC-ESP)和Chromeleon 6.50色譜工作站，美國賽默飛世爾科技公司。
分析天平：Adventurer型，感量為0.001 mg，美國奧豪斯公司。
超聲波清洗機：KQ3200型，東莞市科橋超聲波設備有限公司。
離心機：TDL-400型，金壇市白塔新寶儀器廠。
隔膜真空泵：GM-0.33A型，天津市津騰實驗設備有限公司。
無機系微孔過濾膜：孔徑0.2 μm，直徑50 mm，天津市津騰實驗設備有限公司。
C18固相萃取小柱：200 mg/(3 mL)，天津市東康科技有限公司。
NO3-、F-、Cl-、SO42-、H2PO4-標準溶液：質量濃度均為1 000 mg/L，標準物質編號分別為GBW(E) 080264、GBW(E) 080549、GBW(E) 080268、GBW(E) 080266，GBW(E) 080435，中國計量科學研究院。
實驗用水為超純水(電阻率為18.25 Ω·cm)。
1.2 色譜條件
分離柱：AS11-HC型陰離子交換柱(250 mm×4.0 mm，9 μm，美國賽默飛世爾科技公司)；保護柱：AG11-HC型(50 mm×4.0 mm，13 μm，美國賽默飛世爾科技公司)；淋洗液：KOH溶液；淋洗方式：等濃度淋洗；淋洗液濃度：30 mmol/L；抑制器電流：87 mA；淋洗液流量：1.0 mL/min；進樣體積：25 μL；柱溫：30 ℃；檢測時間：10 min。
1.3 實驗方法
1.3.1 樣品處理
稱取西藏布達拉宮貝葉樣品0.250 g (精確到0.001 g)，置于100 mL的燒杯中，加入30 mL的蒸餾水，水的體積與貝葉經質量比(mL/g)為120∶1，浸泡3 h，每隔20 min超聲震蕩10 min。浸泡結束后，轉移到離心管中，靜置10 min，以4 000 r/min離心10 min，溶液經0.2 μm微孔過濾膜過濾后，再用C18固相萃取小柱進行過濾，濾液作為樣品溶液。
1.3.2 標準曲線繪制
分別準確移取1 000 mg/L的F-、Cl-、SO42-、H2PO4-、NO3-標準溶液各0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL，置于6只100 mL容量瓶中，用超純水進行稀釋定容，配制質量濃度均分別為0.00、20.00、40.00、60.00、80.00，100 mg/L的5種陰離子的系列混合標準工作溶液。在1.2色譜條件下，啟動自動進樣器依照從低到高的濃度順序進樣測定，以各組分的色譜峰面積(y)為縱坐標，以其對應的質量濃度(x)為橫坐標繪制標準工作曲線。
1.3.3 樣品檢測
將1.3.1處理后的樣品溶液注入樣品瓶中，在1.2色譜條件下，啟動自動進樣器進樣，測定各組分的色譜峰面積，以標準曲線法定量，測定結果換算成貝葉經碎片中陰離子質量分數w (mg/g)為0.120 ρ (ρ為樣品溶液的離子含量，mg/L)。
2、 結果與討論
2.1 色譜條件的選擇
離子色譜儀中淋洗液濃度、泵流量以及柱溫箱的溫度會對離子的保留時間、分離度及靈敏度有很大的影響[21?22]。對以上三種色譜條件進行優化選擇，最終選擇儀器的色譜條件為：淋洗液KOH濃度為30 mmol/L，泵流量為1.0 mL/min，柱溫為30 ℃。在此色譜條件下，5種陰離子的色譜峰分離度好，信號穩定。圖1為5種陰離子F-、Cl-、SO42-、H2PO4-、NO3-混合標準溶液色譜圖。
圖1 混合標準溶液的色譜圖
Fig.1 Chromatogram of mixed standard solutions
2.1.1 淋洗液KOH濃度
在泵流量為1.0 mL/min，柱溫為30 ℃的條件下，分別用濃度為20、25、30、35 mmol/L的KOH淋洗液進行等濃度洗脫，各組分保留時間(t)及色譜峰分離度(R)見表1。由表1可知，當KOH濃度為25、30 mmol/L時，5種離子的色譜峰分離度均大于1.5，分離效果較好，當KOH濃度為30 mmol/L時5種離子能在9 min內全部出峰，出峰時間較短。綜合考慮離子的保留時間與色譜峰的分離度，實驗選擇淋洗液KOH濃度為30 mmol/L。
表1 不同淋洗液濃度下5種陰離子的保留時間和分離度
Tab. 1 Retention times and resolutions of five anions at different eluent concentrations
2.1.2 泵流量
在淋洗液KOH濃度為30 mmol/L、柱溫為30 ℃條件下，分別對泵流量0.8、0.9、1.0、1.1 mL/min進行試驗，各組分保留時間(t)及色譜峰分離度(R)見表2。由表2可知，4種泵流量下5種離子的色譜峰分離度均大于1.5，均能有效分離，考慮系統壓力、保留時間、基線穩定等因素，選擇泵流量為1.0 mL/min。
表2 不同泵流速下5種陰離子的保留時間和分離度
Tab. 2 Retention times and resolutions of five anions at different pump flow rate
2.1.3 柱溫
在淋洗液KOH濃度為30 mmol/L、泵流量為1.0 mL/min的條件下，分別對柱溫為30、35、40 ℃時進行試驗，各組分保留時間(t)及色譜峰分離度(R)見表3。由表3可知，在3種柱溫下5種離子的色譜峰分離度均大于1.5，均能有效分離，當柱溫為30 ℃時，離子的保留時間較短，綜合考慮后選擇柱溫為30 ℃。
表3 不同柱溫下5種陰離子的保留時間和分離度
Tab. 3 Retention times and resolutions of five anions at different column temperature
2.2 方法的線性范圍及檢出限
在1.2色譜條件下，對系列混合標準工作溶液進行測定，待測離子的質量濃度(x)為橫坐標，色譜峰面積(y)為縱坐標，繪制標準曲線，5種離子的質量濃度在0～100 mg/L的范圍內均與相應的色譜峰面積線性關系良好，線性方程及相關系數見表4。對空白溶液重復10次測定，以3倍的標準偏差除以工作曲線的斜率計算方法的檢出限，經計算F-、Cl-、SO42-、H2PO4-、NO3-的檢出限分別為0.282 4、0.471 2、0.394 2、0.252 6、0.248 2 mg/L。
表4 混合標準溶液的線性范圍、線性方程、檢出限
Tab. 4 Regression equation，linear range and detection limit of mixed standard solutions
2.3 重復性試驗
對處理后的樣品溶液連續進行7次重復檢測，F-、Cl-、SO42-、H2PO4-、NO3-的重復性試驗檢測的離子質量濃度結果見表5。由表5可知，5種離子檢測結果的相對標準偏差(RSD)為1.49%～4.35%，說明該方法重復性較好。
表5 重復性檢測結果
Tab. 5 Repeatability test results
2.4 樣品加標回收試驗
按照1.3.1方法，對西藏貝葉經碎片進行樣品處理，并在1.2色譜條件下進行測定，并添加一定量的標準溶液，加標后貝葉經離子色譜見圖2，各離子的加標回收率結果見表6。由表6可知，5種陰離子的加標回收率：F-為101.6～102.8%，Cl-為96.4%～104.3%，SO42-為103.8%～104.7%，NO3-為96.5%～104.2%，H2PO4-為97.7%～105.5%，說明該方法準確度良好，測定結果準確可靠。
圖2 西藏貝葉經樣品加標色譜圖
Fig. 2 Chromatogram of Tibetan palm-leaf manuscripts samples which added standard solution
表6 貝葉經加標樣品回收試驗結果
Tab. 6 Recovery results of the Palm-Leaf Manuscripts samples
3、 結語
建立離子色譜法檢測貝葉經碎片中5種主要無機陰離子F-、Cl-、SO42-、NO3-、H2PO4-含量。該方法能在10 min內完成5種陰離子的分離檢測，操作簡單，準確度高且重現性良好，適用于貝葉經中多種無機陰離子的同時測定，可以為貝葉經病害研究與保護提供準確的實驗數據。
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引用本文： 唐靜，遲銘，王珊，等 . 離子色譜法同時測定貝葉經碎片中5種無機陰離子含量［J］. 化學分析計量，2024，33（10）：6. (TANG Jing, CHI Ming, WANG Shan, et al. Simultaneous determination of five inorganic anions in palm-leaf manuscript fragments by ion chromatography[J]. Chemical Analysis and Meterage, 2024, 33(10): 6.)
來源：Internet
