2．实验部分-中山大学化学与化学工程学院.doc

苯二酚位置异构体的毛细管电泳－方波安培分离检测( 罗毅 廖远辉 杨伟红 （中山大学化学与化学工程学院，广州510275） 指导教师：谢天尧 副教授 摘 要： 在熔融石英毛细管（75?m×50cm）中，以2 mmol硼砂+ 1mmol抗坏血酸+ 1mmol乙酸铵+氨水（pH10.0）为电泳运行缓冲溶液，采用毛细管电泳－方波安培检测法，分离电压为+12 kV，对苯二酚三种异构体在6min内实现了分离检测。探讨了缓冲溶液的种类、浓度、pH值、检测电位等因素对分离检测效果的影响。线性范围为4～440mg/L，检出限为1.7 mg/L。 关键词：毛细管电泳，电化学检测，方波安培，苯二酚，位置异构体 1. 引言 邻苯二酚（儿茶酚）、间苯二酚（雷锁辛、树脂酚）和对苯二（酚氢醌）是苯二酚的3种位置异构体，它们均是重要的有机合成中间体，广泛应用于化工材料、农药、化妆品和医药等领域，其中儿茶酚更是神经递质代谢过程的中间体。因此建立简便、灵敏、快速的苯二酚异构体的分离检测方法具有重要的意义。 毛细管电泳（CE）技术以其高效、快速和样品用量少的特点，成为当前分析化学研究的热点[1]。在CE的众多检测方法中，电化学检测具有灵敏、线性范围宽、选择性好、设备简单且费用较低的优点，具有较大的应用前景。在采用毛细管电泳－安培检测研究苯二酚异构体的报道中，不论是采用十二烷基硫酸钠（SDS）胶束体系还是以杯芳烃为添加剂[2～4]，苯二酚的三种异构体均都是在接近20 min才能完全得到分离检测。本文报道以2 mmol硼砂+ 1mmol抗坏血酸+ 1mmol乙酸铵+氨水（pH10.0）为电泳运行缓冲溶液，采用本课题组自行研制的方波安培检测器[5]，分离电压为 +12 kV，苯二酚三种位置异构体在6min内实现了基线分离检测，取得了满意的结果。 2．实验部分 2.1仪器与试剂 CES2003毛细管电泳仪（高压电源、方波安培检测器、毛细管电泳数据工作站，中山大学化学与化学工程学院研制）；石英毛细管柱50cm×50 ?m（河北永年光导纤维厂），CQ-2B型超声波清洗器（明珠电器有限公司）。 所用试剂均为分析纯：邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、抗坏血酸、乙酸铵、氨水、柠檬酸。所用水为二次去离子重蒸水。 缓冲溶液的配制 分别配制0.1mol/L的硼砂、抗坏血酸、乙酸铵储备液，氨水配成稀氨水（0.6mol/L）。实验时取适量硼砂、抗坏血酸和氨水配成电泳运行缓冲液。 2.3实验方法 按文献[5]联接好毛细管电泳仪及检测装置，毛细管柱在使用前用0.1 mol/L NaOH溶液、去离子水和运行缓冲液分别冲洗约5 min，检测电极用超声波清洗。采用重力进样方式，进样高度差为15 cm ，进样时间为20 s，分离电压为＋12 kV，检测的方波平衡电位为＋1.2V。方波安培检测器的输出信号经数据工作站采集到微机中进行实时数据处理、图形显示和数据文件存储。实验在室温（25 ℃）、相对湿度75 %的实验条件下进行。电极制作和实验装置参见文献[5]。 3. 结果与讨论 缓冲溶液的选择 邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚的pKa值分别为9.4、9.4和10.3，在一般的体系中，单纯改变pH值难以使邻苯二酚和间苯二酚得到分离。文献[6]报道，硼酸能与多羟基化合物形成配位键，因而增加负电性，因此硼酸盐是分离多羟基化合物的良好缓冲体系。注意到邻苯二酚具有2个邻位羟基，能与硼酸键合生成配合阴离子，而对苯二酚和间苯二酚由于羟基的位置差别不与硼酸根络合，因此可望通过采用硼酸盐体系，从而实现邻苯二酚和间苯二酚的分离。本实验选用了与邻苯二酚有相互作用的硼砂作为分离介质。实验结果表明：在硼砂体系中，硼砂与邻苯二酚发生配合作用，使其转化为络阴离子，迁移时间延长。调节pH值对邻苯二酚的出峰时间影响较小；而对苯二酚和间苯二酚不与硼砂络合，随着pH增大，电离度增大，出峰时间向后推移。调节合适的pH值，可以实现三个异构体的分离。 对比了硼砂－氢氧化钠、硼砂－碳酸钠和硼砂－氨水体系对分离检测的影响，结果发现，以氨水调节缓冲溶液的pH值，对方波安培检测有更好的基线和更高的检测灵敏度，而且峰形良好，故最终选用以氨水来调节缓冲溶液的pH值。由于氨水的挥发性，缓冲溶液体系处于不断变动的状态，使重现性变差，加入适量的乙酸铵可以使体系变得稳定。 pH值的影响 在本体系中，pH值是苯二酚异构体能否实现分离的关键之一。实验表明，在pH9.3～10.5之间，三个异构体能够实现基线分离。当缓冲溶液的pH值低至8.8时，对苯二酚电离度小，大部分以中性分子形式存在，迁移时间与水接近，峰形跟水峰重叠；pH值达到9.3时，对苯二酚的峰可与水峰基线分离。随着pH值增大，苯二酚出峰时间均向后推移，但对苯二酚与间苯二酚出峰时间向后推移得速度远大于邻苯二酚。当pH值大于