超短柱氣相色譜與原子吸收聯用技術的優化及其在甲基汞形態分析中的應用

【摘要】目的：探討超短柱氣相色譜與原子吸收聯用技術的優化及其在甲基汞形態分析中的應用。方法：在聯機后對AAS測定汞參數和GC-PA氣相色譜儀的分離條件進行優化。結果：對原子吸收的測定和氣相色譜的分離條件進行了改進，將一甲基汞和二甲基汞的分離和測定時間縮短至4min，二甲汞和氯化甲基汞的檢出限分別為0.06ng和0.09ng(以汞計)。結論：采用優化的超短柱氣相色譜與原子吸收連用技術分析人體血液中甲基汞，其分析速度明顯提高，選擇性和靈敏度都有所增強。

【關鍵詞】超短柱氣相色譜；原子吸收聯用；甲基汞形態分析

【中圖分類號】R-0【文獻標識碼】B【文章編號】1671-8801（2014）06-0385-02

生物和環境受金屬或類金屬的影響會隨其金屬形態不同而發生變化[1]。在現代生物學和環境學研究中，為了更好地掌握化合物的毒性。遷移規律以及賦存狀態，不僅需要對金屬元素的總量進行測定，還需要進行形態分析。隨著生命科學和環境科學的發展，形態分析逐漸被分析化學所重視，且已成為了近年來分析化學的一個熱點和重要分支。色譜-原子吸收聯用技術具有特效靈敏和高選擇性的特點，是進行金屬化學形態分析的重要手段。

1材料與方法

1.1試劑和儀器

試劑：甲苯標準溶液濃度為1g/L，采用日本和光株式會社的一甲基汞和二甲基汞（光譜純）配制而成；采用石英雙蒸水作為所用水；國產分析純采用無水Na2SO4、Na2S2O3、KBr和CuSO4；E.Merk公司所產的硝酸和鹽酸（超純）。

儀器：快速記錄儀（R 100A型）；配有電熱石英爐原子化器的原子吸收光譜儀（Zeeman 5000型）；日本島津產GC-9A型氣相色譜儀色譜柱按照60~80的粒度，使用濃度3%的Carbowax20M對Chromosorb W/AW載體進行噴涂，其中載體已經DMCS（二氯二甲基硅烷）進行硅烷化。

1.2試驗條件和方法

1.2.1條件

①連接線條件：采用聚四氟乙烯管（其兩端具有金屬接口）連接原子化器和色譜柱的出口，使用外用電阻絲將溫度加熱并維持在150℃左右。②原子吸收光譜儀：狹縫0.7nm，波長253.7nm，氘燈扣背景，燈電流3mA。③色譜儀：采用程序升溫，速度保持在每分鐘40℃，使柱溫在60℃~160℃；載氣采用高純氬氣，流速每分鐘70mL；進樣口的溫度為190℃。

1.2.2實驗方法

采用合適的接口將AAS與GC聯機后，優化AAS測定汞的參數和GC的分離條件，對含氯化甲基汞和二甲基汞的溶液進行采樣，一甲基汞、二甲基汞、溶劑峰可在4min內分離并測定，在分析含汞工人血液的甲基汞形態時可采用聯用技術。取樣品40ml，用二甲苯6ml萃取兩次，將水相棄去，將0.5mlNa2S2O3乙醇-水溶液(濃度為0.05mol/L)加入有機相中反萃取兩次，再將1mol/L 的KB0.5ml r和1mol/L的CuSO40.5ml 加入水相中，等待10min，用100uL苯把甲基汞萃入有機相，15Ll進樣對一甲基汞進行測定。采用3ml靜脈血樣品，對其進行預處理將血漿和血清進行分層并檢測。將1mol/L的鹽酸溶液45ml加入血漿和血清中，浸提10min，將100ul二甲苯加入所取的5ml樣品中，對Me2Hg進行直接萃取，取25ul進樣d對二甲基汞進行測定。

2結果和討論

2.1自制T型管石英管原子化器

本實驗采用自行設計的T型石英管原子化器，其內徑為0.7cm，管長18cm。由于內徑較小，所以增加了原子化后汞的密度；并且由于管長相對較長，增加了原子化后汞的滯留時間，這對靈敏度的提高有重要作用。

2.2儀器連接技術

傳統的轉移線如采用石英管則容易發生破碎，若采用不銹鋼管又會對汞產生吸附，聚四氟乙烯管克服了這些缺陷，其操作簡便，且在200℃時具有良好的性能。聚四氟乙烯管簡便實用，而且易于拉制出內徑均勻的細管，通過實驗了解到，要想提高靈敏度可以通過減小轉移線的內徑實現，正因為如此實驗中選擇聚四氟乙烯管作為內管，采用玻璃管進行外層保護，最外層的溫度控制可以采用保溫材料或通過外加電阻絲維持。

2.3實驗條件的優化

2.3.1色譜柱

相較于其他幾種常見的固定，只有Carbowax20M同時對MeHgCl和Me2Hg擁有較高的靈敏度。所以采用濃度3%的Carbowax20M對載體進行噴涂，其中載體已經DMCS（二氯二甲基硅烷）進行硅烷化。玻璃柱安裝前需先用DMCS進行處理，以使表面的硅羥基活性點消失。在確保分離度的基礎上，選擇0.5m的短柱，具有分析時間短且靈敏度高的優點。

2.3.2載氣流速

載氣流速對Me2Hg的影響較小，因為其極性弱，惰性強，僅僅在載氣流速變大后，汞在原子化器中的靈敏度有所下降，停留時間變短；而載氣流速對MeHgCl的影響較大，兩種物質的揮發性和極性是決定流速和峰高重要因素，因此本文實驗選擇每分鐘70mL作為載氣最佳流速。

2.3.3柱溫

色譜柱分離效率受柱溫的影響很大，在原子化溫度下MeHgCl和Me2Hg較易分離，然而溶劑峰同Me2Hg的保留時間相當，所以選擇程序升溫對兩者進行分離。

2.3.4原子化溫度

原子化效率受原子化溫度的直接影響，進而使原子吸收的效率受到影響。原子化溫度太高時，原子的氧化和電離加劇，溫度過低有機汞化合物得不到完全原子化，這都會使靈敏度降低。本文選擇400℃~900℃作為實驗范圍，最后得出溫度在680℃~800e℃之間時靈敏度最高，而同時考慮到原子化爐在溫度過高時其使用壽命會變短，故將溫度控制在700℃左右。

2.3.5回歸方程與檢出限

采用校正工作曲線對MeHgCl和Me2Hg樣本進行定量，這樣得到的回歸方程可以避免基質的干擾，其方程見表1，MeHgCl和Me2Hg的檢出限分別為0.09ng和0.06ng。

2.3.6重現性與回收率

將一定量的甲基汞加入到樣品中，進行重現性和回收率實驗，一甲基汞和二甲基汞的相對標準偏差分別為3.14%和4.61%，回收率分別為94%~100%和86%。

表1 樣品校正工作曲線

樣品 MeHgCl Me2Hg

相關系數回歸方程相關系數回歸方程

血漿

血清0.999

0.999Y=0.022+2.51X

Y=0.071+3.44X0.9954

0.999Y=-0.023+0.72X

Y=-0.027+0.85X

參考文獻：

[1]張德榮，卿素華，陳以彬，等．金屬毒理學手冊[M]．成都：四川科學技術出版社，1985：382．

[2]黃永亮．色譜-原子吸收光譜聯用技術的現狀與應用前景分析[J]．科教前沿，2011（21）．