高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜聯用測定牡蠣中的有機錫

崔彥杰,巢靜波,康天放,宋增良

(1.北京工業大學環境與能源學院,北京 100124;2.中國計量科學研究院,北京 100013;3.河北省計量監督檢測院,河北石家莊 050051)

高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜聯用測定牡蠣中的有機錫

崔彥杰1,2,巢靜波2,康天放1,宋增良3

(1.北京工業大學環境與能源學院,北京 100124;2.中國計量科學研究院,北京 100013;3.河北省計量監督檢測院,河北石家莊 050051)

采用微波輔助萃取結合高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜(HPLC-ICP-MS)法測定牡蠣樣品中的有機錫。用含有1.0 mol/L冰醋酸和0.5 mol/L醋酸鈉的甲醇溶液作為萃取溶劑,在微波功率60 W條件下萃取牡蠣樣品20 min,樣品經過濾后采用 HPLC-ICP-MS法進行分析檢測。在優化的條件下,二丁基錫、三丁基錫和三苯基錫3種有機錫的加標回收率分別為104%、99.3%和113%,檢出限分別為0.33、0.22、0.48 ng/g。并采用CE 477貽貝標準物質進行方法驗證,該方法的測定值與標準值符合。

微波輔助萃取;高效液相色譜-電感耦合等離子質譜(HPLC-ICP-MS);有機錫;牡蠣

有機錫化合物具有高度或中等毒性,近年來大量用于船舶的防污涂料,我國每年有3 000 t三丁基錫等防污涂料進入海洋,對海洋環境造成污染。有機錫化合物能干擾海洋生物內分泌系統的正常機能[1],從而導致人類和其他野生動物生殖系統產生障礙與疾病,我國多個海域可檢測到有機錫污染的海洋生物[2]。不同形態的有機錫毒性有較大差異,如烷基錫化合物中,三烷基錫毒性比二烷基錫毒性約大10倍,各種形態有機錫化合物的毒性順序為:R4Sn≈R3SnX＞R2SnX2＞RSnX3＞ ＞ ＞SnX4[3]。因此,研究海洋生物中有機錫的存在形態及其準確的測量方法對于生態毒理效應研究顯得尤為重要。常用的有機錫檢測方法多采用氣相色譜與各種特征檢測器的聯用,如 GC-FPD[4]、GC/MS和 GCICP-MS[5]等。氣相色譜法靈敏度高、能夠同時測定多種有機錫化合物,但需要進行衍生等復雜的樣品前處理過程,而液相色譜法的樣品前處理過程則相對簡單[6-7]。本工作采用脂肪含量較高的牡蠣作為研究對象,微波輔助萃取技術進行樣品前處理,高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜聯用法進行二丁基錫(DBT)、三丁基錫(TPhT)和三苯基錫(TBT)的測定。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1100型高效液相色譜,Agilent 7500ce型電感耦合等離子體質譜儀:美國Agilent公司產品;XP204型電子天平:瑞士Mettler Toledo公司產品;Ethos D型微波消解裝置:意大利 Milestone公司產品;超純水裝置:美國Millipore公司產品。

二丁基氯化錫(DBTCl,純度大于97%):美國Alfa Aesar A Johnson Matthey公司產品;三苯基氯化錫(TPhTCl):美國Sigma-Aldrich公司產品,經兩次提純后純度大于99.5%;三丁基錫溶液標準物質(TBT,GBW 08710,(663±19)μg/g(k=2,以Sn計)):中國計量科學研究院提供。甲醇、乙腈(色譜純):德國 Merck公司產品;冰醋酸、三水合乙酸鈉(分析純):汕頭市西隴化工廠有限公司產品;三乙胺(色譜純):美國Sigma-Aldrich公司產品。

1.2 工作條件

Agilent 7500ce型電感耦合等離子體質譜,帶有碰撞反應池;RF功率1 550 W;采樣深度9.0 mm;樣品錐:鉑錐;載氣流速 0.44 L/min;選擇氣(O2/Ar混合氣,O2占20%):25%;霧化室溫度為-5℃;Agilent 1100型高效液相色譜儀及其工作站。

ACE C18色譜柱(2.1 mm×150 mm×3μm);流動相:V(乙腈)∶V(水)∶V(醋酸)∶V(三乙胺)=65∶23∶12∶0.05;流速 0.2 mL/min;進樣量 10μL。

1.3 實驗方法

1.3.1 萃取溶劑的制備 準確稱取68 g三水合乙酸鈉,加入58 mL冰醋酸,用甲醇定容至1 L,配制成1.0 mol/L冰醋酸和0.5 mol/L醋酸鈉緩沖溶液,測定p H值為5.9。

1.3.2 樣品處理 將市場采集的牡蠣樣品經清潔、攪碎、冷凍、干燥、研磨、過篩等前期處理工作,將其制成粉末樣品,備用。分別進行6個平行樣品的處理,準確稱取約0.5 g樣品,置于潔凈的微波消解罐中,加入10 mL萃取溶劑并準確稱重,在60 W功率條件下,微波輔助萃取20 min,萃取后輕搖振勻,靜置10 min,用2.5 mL注射器取上清液,用0.22μm尼龍濾頭將樣品過濾到液相進樣瓶中,待測。

1.3.3 標準曲線配制 將標準物質和高純試劑用甲醇逐級稀釋,采用重量法進行二丁基錫、三丁基錫和三苯基錫3種混合標準溶液的制備。標準曲線濃度及線性相關系數列于表1。

表1 線性回歸方程及相關系數Table 1 Linear regression equations and correlation coefficients

1.3.4 樣品測定 由于流動相中含有較高的有機相,在進行測定時需加入適量的O2,以免造成因有機相分解而導致錐口堵塞,并對O2/Ar混合氣的加入量進行選擇,兼顧儀器靈敏度和錐的保護兩方面因素,同時進一步降低進入等離子體炬的有機溶劑含量,測定時將霧化器冷卻系統溫度參數調至-5℃。測定過程采用與樣品中有機錫含量量值相近的標準溶液作為質控點。

2 結果與討論

2.1 微波輔助萃取條件的優化

微波輔助萃取主要的條件參數為微波功率及萃取時間[8],針對這兩項主要影響因素對微波萃取條件進行優化。在條件優化過程中,首先在微波萃取功率60 W下進行10 min及20 min的萃取條件實驗,發現測定結果無明顯影響(10 min時DBT、TPhT和 TBT的測定值分別為1.012、1.087和 1.124μg/g,20 min時的測定值分別為1.095、1.189和1.051μg/g),因此進一步進行了微波功率變化對萃取效率的影響,萃取時間選擇 20 min,分別以微波功率 60、80、100、120 W進行條件實驗,其測定結果示于圖1。80 W微波功率下獲得的實際樣品譜圖示于圖2,二丁基錫、三苯基錫和三丁基錫的保留時間分別為5.36、7.02和14.3 min。

圖1 微波萃取功率對3種有機錫萃取效果的影響Fig.1 Effection of microwave power to extraction efficiency of three organotins

圖2 牡蠣樣品的測量譜圖Fig.2 Typical chromatogram of oyster sample

由圖1可以看出,二丁基氯化錫在微波功率60 W進行20 min提取時的萃取效果最佳,隨著微波功率的逐漸加大,萃取效果沒有明顯提高,反而略有下降,這可能是微波功率提高后對結合鍵作用力加大,一些分子鍵斷裂,從而使形態發生變化,產生萃取效率下降的現象。同樣,三苯基氯化錫在微波功率60 W進行20 min提取時的萃取效果最佳,隨著微波功率的逐漸加大,對萃取效果沒有明顯變化。三丁基氯化錫在各種微波功率及萃取時間變化的情況下,萃取效率沒有明顯變化。

結合對3種有機錫萃取效率影響的考慮,確定微波萃取的程序條件為:微波功率60 W,萃取時間20 min。

2.2 分析方法的精密度和準確度

對牡蠣樣品連續進行6次平行測定,分別計算3種形態有機錫的含量以及方法的精密度。按照測定樣品相同方法對已知濃度的有證標準物質CE 477[9]進行樣品前處理及測定,以此驗證方法的準確度。3種形態有機錫測定結果列于表2,CE 477樣品測定結果列于表3。

由表 2可知,采用微波輔助萃取結合HPLC-ICP-MS法測定牡蠣中3種形態的有機錫,6個平行樣品測定結果的相對標準偏差均小于5%,該方法檢測重復性良好。由表3可以證明,該方法測定結果可靠性良好。

表2 有機錫測定結果Table 2 Results of organotins in oyster sample

表3 CE 477測定結果Table 3 Results of organotins in CE 477

2.3 牡蠣加標回收率的測定

為進一步驗證該方法對生物樣品中有機錫提取的準確性與可靠性,以牡蠣樣品為基質進行加標回收率的測定,向0.5 g冷凍干燥的牡蠣樣品中分別加入350 ng二丁基氯化錫、350 ng三苯基氯化錫和305 ng三丁基氯化錫。平行添加4份樣品進行加標回收率的測定,其平均測定結果列于表4。

表4 牡蠣樣品加標回收率測定Table 4 Recoveries of organotins in oyster sample

2.4 方法檢出限

在選定的色譜條件下,采用逐級稀釋法進行3種有機錫檢出限的測定。測定信噪比為3∶1時,二丁基錫、三丁基錫和三苯基錫的檢出限分別為0.33、0.22和0.48 ng/g。

3 結論

采用微波輔助萃取技術對牡蠣樣品中的有機錫進行提取,HPLC-ICP-MS法測定提取液,該方法可以準確、可靠的測定生物樣品中二丁基錫、三丁基錫和三苯基錫的含量。最佳的微波輔助萃取條件為微波功率 60 W,萃取時間 20 min,萃取劑為 1.0 mol/L HAc,0.5 mol/L NaAc的甲醇溶液 (p H 5.9)。3種有機錫測定結果的相對標準偏差均優于5%,加標回收率在99%～115%之間,驗證標物 CE 477的測定誤差均小于±5%。該方法具有靈敏快速、準確可靠的特點,可用于生物樣品中有機錫形態的分析檢測。

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Determination of Organotins in Oyster by HPLC-ICP-MS

CUI Yan-jie1,2,CHAO Jing-bo2,KAN G Tian-fang1,SONG Zeng-liang3
(1.College of Environmental and Energy Engineering,Beijing University ofTechnology,Beijing100124,China;2.National Institute of Metrology P.R.China,Beijing100013,China;.3.Heibei Provincial Institute of Metrologicial Supervision and Measurement,Shijiazhuang050051,China)

Organotins in oyster samples were determined by high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry(HPLC-ICP-MS)after microwaveassisted extraction.Oyster samples were extracted under the conditions of microwave power 60 W for 20 min,while 1.0 mol/L acetic acid and 0.5 mol/L sodium acetate in methanol severed as extraction solvent.After filtration,samples were determined by HPLC-ICP-MS.Under the optimized conditions,the recoveries of dibutyltin,tributyltin and triphenyltin are 104%,99.3%and 113%,and the detection limits are 0.33,0.22 and 0.48 ng/g,respectively.The results are consistent with the certified value of CE 477 mussel tissue reference material.

microwave-assisted extraction;high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry(HPLC-ICP-MS);organotin;oyster

巢靜波(1976～),女 (漢族),河北唐山人,助理研究員,從事化學分析計量研究。E-mail:chaojb@nim.ac.cn

O 657.63

A

1004-2997(2011)02-0082-04

2010-04-20;

2010-07-21

國家質量監督檢驗檢疫總局食品安全專項項目(ASPAQ0907)資助

崔彥杰(1978～),女 (漢族),北京人,碩士研究生,從事環境污染物分析研究。E-mail:cuiyj@nim.ac.cn