分析聚丙烯酰胺(PAM)含量的方法有多種,以下是一些常見(jiàn)的方法:
化學(xué)法
淀粉 - 碘化鎘法原理:在酸性條件下,聚丙烯酰胺中的酰胺基會(huì)與次氯酸鈉反應(yīng)生成氯胺,氯胺能將碘化鉀氧化為碘,碘與淀粉結(jié)合形成藍(lán)色復(fù)合物,通過(guò)與已知濃度的聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液在相同條件下顯色后的吸光度進(jìn)行對(duì)比,從而計(jì)算出樣品中聚丙烯酰胺的含量。
操作步驟:需要配置一系列不同濃度的聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液,將樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液分別加入到含有淀粉和碘化鎘的酸性溶液中,反應(yīng)一段時(shí)間后,使用分光光度計(jì)在特定波長(zhǎng)下(一般為 590nm)測(cè)定吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,再根據(jù)樣品的吸光度從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得對(duì)應(yīng)的濃度,進(jìn)而計(jì)算出樣品中聚丙烯酰胺的含量。
注意事項(xiàng):反應(yīng)條件如溫度、酸度和反應(yīng)時(shí)間等對(duì)測(cè)定結(jié)果影響較大,需嚴(yán)格控制;樣品中若存在其他能與次氯酸鈉反應(yīng)或影響碘與淀粉顯色的物質(zhì),會(huì)產(chǎn)生干擾。
濁度法原理:利用聚丙烯酰胺與特定試劑反應(yīng)生成不溶性物質(zhì),使溶液產(chǎn)生濁度,濁度與聚丙烯酰胺的含量成正比關(guān)系,通過(guò)測(cè)定濁度來(lái)計(jì)算聚丙烯酰胺的含量。例如,在一定條件下,聚丙烯酰胺與硝酸銀反應(yīng)生成聚丙烯酰胺 - 硝酸銀絡(luò)合物,該絡(luò)合物會(huì)使溶液產(chǎn)生濁度。
操作步驟:配置聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,向樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液中分別加入適量的硝酸銀溶液等試劑,反應(yīng)一段時(shí)間后,用濁度儀測(cè)定濁度,以濁度為縱坐標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)樣品溶液的濁度在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得對(duì)應(yīng)的濃度,從而計(jì)算出樣品中聚丙烯酰胺的含量。
注意事項(xiàng):反應(yīng)試劑的加入量、反應(yīng)時(shí)間和溫度等需要嚴(yán)格控制;溶液中的其他雜質(zhì)會(huì)對(duì)濁度產(chǎn)生干擾,需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理。
光譜法
紅外光譜法原理:聚丙烯酰胺分子中的酰胺基等官能團(tuán)在紅外光譜中具有特定的吸收峰,通過(guò)測(cè)量這些吸收峰的強(qiáng)度,并與已知含量的聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)樣品的紅外光譜進(jìn)行對(duì)比,利用朗伯 - 比爾定律,就可以對(duì)樣品中的聚丙烯酰胺含量進(jìn)行定量分析。
操作步驟:需要將樣品制備成合適的測(cè)試樣品,如制成薄膜或壓片等,然后使用紅外光譜儀進(jìn)行掃描,得到樣品的紅外光譜圖。選擇聚丙烯酰胺特征吸收峰的波數(shù)位置,測(cè)量其吸光度,再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線法或其他定量方法計(jì)算出聚丙烯酰胺的含量。
注意事項(xiàng):樣品的制備方法和狀態(tài)會(huì)影響紅外光譜的質(zhì)量和分析結(jié)果;需要有純度較高的聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)樣品用于制作標(biāo)準(zhǔn)曲線;樣品中若存在與聚丙烯酰胺吸收峰重疊的其他物質(zhì),會(huì)干擾分析。
核磁共振法原理:聚丙烯酰胺分子中的氫原子等在核磁共振(NMR)譜中會(huì)產(chǎn)生特定的信號(hào),信號(hào)的強(qiáng)度與聚丙烯酰胺的含量相關(guān)。通過(guò)對(duì) NMR 譜圖中聚丙烯酰胺特征信號(hào)的分析和積分,與標(biāo)準(zhǔn)樣品的 NMR 譜圖進(jìn)行對(duì)比,可確定樣品中聚丙烯酰胺的含量。
操作步驟:將樣品溶解在合適的溶劑中,放入核磁共振儀中進(jìn)行測(cè)量,得到 NMR 譜圖。對(duì)譜圖中聚丙烯酰胺的特征峰進(jìn)行積分,以積分值為縱坐標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)樣品的積分值從標(biāo)準(zhǔn)曲線上計(jì)算出聚丙烯酰胺的含量。
注意事項(xiàng):需要選擇合適的溶劑使樣品完全溶解且不影響 NMR 信號(hào);儀器的分辨率和測(cè)量參數(shù)等對(duì)結(jié)果有影響;分析過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,需要專業(yè)的技術(shù)人員和儀器設(shè)備。
色譜法
凝膠滲透色譜法(GPC)原理:基于分子大小不同,在凝膠色譜柱中,不同分子量的聚丙烯酰胺分子通過(guò)凝膠孔的速度不同,從而實(shí)現(xiàn)分離。通過(guò)與已知分子量和含量的聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行對(duì)比,根據(jù)色譜峰的面積或高度等參數(shù),計(jì)算出樣品中聚丙烯酰胺的含量。
操作步驟:將樣品溶解在合適的溶劑中,制成一定濃度的溶液,然后將溶液注入 GPC 儀器中,通過(guò)色譜柱進(jìn)行分離,檢測(cè)器檢測(cè)出不同分子量的聚丙烯酰胺的信號(hào),得到色譜圖。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖和已知含量,建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,再根據(jù)樣品的色譜圖計(jì)算出聚丙烯酰胺的含量。
注意事項(xiàng):樣品的溶解和進(jìn)樣條件需要嚴(yán)格控制;儀器的柱效、流動(dòng)相組成等對(duì)分離效果和測(cè)定結(jié)果有影響;需要定期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)。
高效液相色譜法(HPLC)原理:利用聚丙烯酰胺在特定的色譜柱和流動(dòng)相條件下,與其他雜質(zhì)分離,通過(guò)檢測(cè)器對(duì)聚丙烯酰胺進(jìn)行檢測(cè)和定量。例如,采用反相 HPLC,以合適的有機(jī)溶劑和水為流動(dòng)相,聚丙烯酰胺在色譜柱上的保留時(shí)間和響應(yīng)信號(hào)與含量相關(guān)。
操作步驟:將樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)那疤幚砗?,注?HPLC 系統(tǒng),選擇合適的色譜柱和流動(dòng)相,設(shè)定檢測(cè)波長(zhǎng)等參數(shù),進(jìn)行分離和檢測(cè),得到色譜圖。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖和標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算樣品中聚丙烯酰胺的含量。
注意事項(xiàng):樣品的前處理要確保聚丙烯酰胺的完整性和準(zhǔn)確性;流動(dòng)相的選擇和比例對(duì)分離效果至關(guān)重要;需要定期對(duì)色譜柱進(jìn)行維護(hù)和更換。