固相萃取-高效液相色譜法測定水中呋喃丹含量的不確定度評定*

王曉楠 潘獻輝 郝軍 劉昱

(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津 300192)

呋喃丹是一種高毒氨基甲酸酯類殺蟲劑，由于它被廣泛應用于糧食作物，致使環境水體、食物、作物及動物飼料中可能含有痕量呋喃丹殘留物，嚴重威脅人類的健康安全[1, 2]。目前，呋喃丹的標準檢測方法為柱后衍生高效液相色譜熒光檢測法，如GB/T 5750-2006[3]中采用的液-液萃取-柱后衍生高效液相色譜熒光法，NY/T 761-2008[4]中采用的固相萃取-柱后衍生高效液相色譜熒光法。液-液萃取前處理方式需要消耗大量超純溶劑，而固相萃取具有溶劑耗用量少、高效快速、基體干擾小、回收率高的特點，故逐漸代替液-液萃取進行樣品前處理；此外，柱后衍生高效液相色譜熒光法，不僅需要增加衍生裝置，而且操作繁瑣。為此筆者建立固相萃取-高效液相色譜熒光法檢測水中呋喃丹，并對檢測結果的不確定度進行了評定，以期為簡單、快速、準確測定水體中呋喃丹農殘新標準方法的推廣提供依據。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：Agilent 1200 RRLC型，配有Agilent 12位固相萃取裝置，Agilent C18固相萃取小柱(500 mg / 3 mL)，美國Agilent公司；

呋喃丹標準物質[GBW(E)060225]：純度為96.4%，中國計量科學研究院；

甲醇和四氫呋喃：色譜純；

呋喃丹標準儲備液：200.0 mg/L，稱取呋喃丹標準品0.010 0 g，用甲醇準確定容至50 mL，于4 ℃冰箱中保存。

1.2 測量步驟

(1)固相萃取

分別用5.0 mL甲醇、5.0 mL超純水浸潤和淋洗C18固相萃取小柱，活化備用。取200 mL水樣，以3 mL/min經C18固相萃取小柱富集后，用5.0 mL四氫呋喃淋洗C18固相萃取小柱，并收集洗脫液。

(2)濃縮

在35℃條件下，將上述洗脫液用氬氣吹至近干后，用甲醇定容至1.0 mL，按色譜條件進行分析。

1.3 儀器分析條件

色譜柱：Eclipse XDB C18柱(150 mm× 4.6 mm, 5 μm)，流動相:甲醇-水(體積比為1∶1)，流量為1.0 mL/min；進樣量：6.0 μL；柱溫：35 ℃；熒光檢測器激發波長：285 nm；發射波長：320 nm；外標法定量。

1.4 數學模型

根據測量方法建立樣品中呋喃丹含量的數學模型，如式(1)：

(1)

式中：cx——樣品中呋喃丹含量，mg /L；

c0——標準使用溶液的濃度，mg /L；

Ax——樣品溶液的峰面積；

V2——樣品稀釋液總體積，mL；

A0——標準溶液的峰面積；

V1——樣品取樣量，mL；

fr——回收率校正因子。

2 不確定度來源分析

從上述測量過程和數學模型可以看出，固相萃取-高效液相色譜法測定水中呋喃丹含量的不確定

度主要來源于以下幾個方面：標準溶液的配制、樣品取樣、樣品濃縮、重復性測量以及制樣過程。

3 不確定度評定

3.1 標準溶液配制引入的不確定度

配制呋喃丹標準工作溶液時，先準確稱取0.010 0 g呋喃丹標準品，用甲醇準確定容至50 mL。再移取標準儲備液12.5 mL于25 mL容量瓶中，用甲醇配制成100 mg/L的呋喃丹使用液。用移液管移取一定量使用液于10 mL容量瓶中，用甲醇逐級稀釋配成濃度分別為50.0、10.0、5.0、1.0、0.5、0.1、0.05 mg/L的標準系列溶液，經0.45 μm濾膜過濾后待測，則:

(2)

式中：V移2、V移4——量取體積，分別為12.5、5 mL(或2 mL)；

V容1、V容3、V容5——定容體積，分別為50、25、10 mL。

由上述公式和不確定度傳播律導出：

(3)

(1) 呋喃丹質量引入的不確定度

(2) 定容引入的不確定度

(3) 標準溶液稀釋引入的不確定度

將各項不確定度數值代入式(3)計算得：

3.2 樣品取樣引入的不確定度

urel(V1)=2×0.033/200=0.000 33

3.3 樣品濃縮引入的不確定度

(1) 樣品濃縮后定容體積的標準不確定度

1.0 mL刻度試管的允許誤差估計為0.007 mL，假定為三角形分布，由校準引入的標準不確定度為：樣品濃縮后定容體積的相對標準不確定度為

(2) 標準曲線擬合引入的不確定度

校準曲線取7個濃度點，每個濃度點分別測定2次，得到相應峰面積，用最小二乘法進行擬合，得到直線方程和其相關系數，結果列于表1。

表1 呋喃丹標準溶液的測定結果

標準曲線方程為Y=3.018X-0.1639，r= 0.999 9。

樣品濃縮液定容后的濃度通過擬合標準曲線確定，由標準曲線引入的標準不確定度按下式計算：

(4)

(5)

式中：s(y)——擬合直線的標準偏差;

b——標準曲線的斜率；

p——一個試樣平行測量次數；

n——擬合直線的數據對總數；

y——一個試樣平行測量P次響應值的平均值；

ci——一個試樣平行測量P次結果的平均值；

y-yfi——輸入量為xi時，儀器響應值與擬合直線上對應的響應值之差。

在本測量中，n=7,p=2。試樣測量響應值y1=2.528,y2=2.520。利用擬合直線計算得到精制濃縮液定容后濃度：c1=0.94 mg /L；把相關數據代入上述公式，計算得到s(y)=0.028，由標準曲線引入的標準不確定度：u(c1)=s(c1)=0.012 mg/L。其相對標準不確定度為:u(c1)/c1=0.012/0.94=0.01 2。

因此樣品濃縮引入的相對不確定度：

3.4 重復性引入的不確定度

(1)對標準溶液進行7次重復測量，得色譜峰面積(A0)為1.345、1.466、1.466、1.466、1.345、1.345、1.345，平均值為1.397。經計算得s(x)=0.065,則u(A0)/A0=s(x)/A0=0.047。

(2)樣品溶液7次重復測量的峰面積(Ax)為8.890、8.754、8.972、8.754、8.754、8.972、8.972，平均值為8.867。經計算s(x)=0.11，則u(Ax)/Ax=s(x)/Ax=0.012。

重復性引入的相對不確定度為：

3.5 制樣過程引入的不確定度

3.6 合成標準不確定度

因各不確定度分量相互獨立，故試樣中呋喃丹含量cx的合成標準不確定度為：

經計算水樣中呋喃丹的濃度為0.03 mg/L,則：

u(cx)=0.071×0.03=0.002 2 (mg/L)

3.7 擴展不確定度與結果表示

取包含因子k=2，置信水平約為95%，則擴展不確定度為U(cx)=ku(cx)=0.004 4 mg/L，檢測結果表示為(0.03±0.004 4)mg/L，(k=2)。

[1] Petropoulou S S E, Gikas E, Tsarbopoulos A, et al. Gas chromatographic-tandem mass spectrometric method for the quantitation of carbofuran, carbaryl and their main metabolites in applicators' urine[J]. Journal of Chromatography A,2006,1108(1):99-110.

[2] Chen J B, Zhao W J, Liu W, et al. Cloud point extraction coupled with derivative of carbofuran as a preconcentration step prior to HPLC[J]. Food Chemistry,2009,115(3):1 038-1 041.

[3] GB/T 5750-2006 生活飲用水標準檢驗方法[S].

[4] NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定[S].