基于ABS塑料管為保護(hù)裝置的S-LPME-HPLC測定水體中有機(jī)磷農(nóng)藥

焦琳娟

（韶關(guān)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 韶關(guān)512005）

基于ABS塑料管為保護(hù)裝置的S-LPME-HPLC測定水體中有機(jī)磷農(nóng)藥

焦琳娟

（韶關(guān)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 韶關(guān)512005）

摘要：用多孔的ABS塑料管水平放置的方式保護(hù)靜態(tài)液相微萃取的一滴溶劑，并由此建立了靜態(tài)液相微萃取與高效液相色譜聯(lián)用測定水體中甲基對(duì)硫磷和對(duì)硫磷的分析方法.考察了萃取溶劑、萃取溶劑體積、萃取時(shí)間以及攪拌速度對(duì)液相微萃取的影響，并對(duì)HPLC操作條件進(jìn)行了優(yōu)化.該方法對(duì)2種有機(jī)磷農(nóng)藥的線性范圍均為0.05～1.00 μg·L-1，相關(guān)系數(shù)R為0.999 3～0.999 5，回收率為95.2%～102%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=7）3.5%～6.8%,檢出限（3S/N）0.01 μg·L-1.結(jié)果表明：用該方法測定水體中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留是可行的.

關(guān)鍵詞：靜態(tài)液相微萃取；高效液相色譜；有機(jī)磷農(nóng)藥；水體；保護(hù)裝置

有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析多采用氣相色譜法(GC)，但熱不穩(wěn)定、強(qiáng)極性或易于吸附在氣相色譜柱上的有機(jī)磷農(nóng)藥不適合采用氣相色譜法分析.高效液相色譜法(HPLC)適用于幾乎所有有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的分析，其適用范圍較氣相色譜法廣，重復(fù)性好、靈敏度高.歐洲某些國家已采用HPLC為有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的常規(guī)分析方法.水體中有機(jī)磷農(nóng)藥的含量很低，通常只有μg·L-1級(jí)，無法用HPLC直接測定.液液萃取法（LLE）是傳統(tǒng)的預(yù)處理方法，但操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，同時(shí)需要大量的有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境造成污染.固相微萃?。⊿PME）技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥殘留的分析［1］，但固相微萃取的萃取頭價(jià)格昂貴、易碎、易裂.液相微萃?。↙PME）因其消耗有機(jī)溶劑極少，且具有快速、簡便等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于水樣、環(huán)境和生物等樣品中痕量、超痕量物質(zhì)的分析［2］.

LPME分為靜態(tài)液相微萃?。―-LPME）和動(dòng)態(tài)液相微萃?。⊿-LPME）兩種［3-4］.傳統(tǒng)的靜態(tài)液相微萃取是利用懸掛在微量進(jìn)樣器針頭上的一滴溶劑進(jìn)行萃取，由于這一滴溶劑易脫落或漂移，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，目前改進(jìn)的方法是在微量進(jìn)樣器的針頭上套上一個(gè)保護(hù)裝置如中空纖維［5］或聚四氟乙烯環(huán)［6］，然后將有機(jī)溶劑打入保護(hù)裝置中進(jìn)行萃取.中空纖維和聚四氟乙烯環(huán)在普通實(shí)驗(yàn)室是比較少見的，這就大大阻礙了普通實(shí)驗(yàn)室對(duì)液相微萃取的研究.本文首次提出利用多孔的ABS塑料管為保護(hù)裝置進(jìn)行液相微萃取，并建立了S-LPME-HPLC聯(lián)用快速、準(zhǔn)確分析水體中甲基對(duì)硫磷和對(duì)硫磷的分析方法.

1　試驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

LC-20A高效液相色譜儀（配PDA檢測器，日本島津公司）；KQ32OOB超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）.

甲醇、乙腈、正己烷、甲苯均為色譜純；甲基對(duì)硫磷、對(duì)硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度均為100 mg·mL-1（購自農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所）；1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（購自上海成捷化學(xué)有限公司）純度為97%.

實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水，ABS塑料管為處理過的中性筆筆芯.

1.2色譜條件

EclipseXDB-C18色譜柱（4.6 mm×150 mm×5.0 μm）；乙腈/水（70/30）；流速0.9 mL·min-1；檢測波長275 nm；柱溫40℃.

1.3樣品處理

水樣過0.45 μm濾膜后冷藏備用.

1.4靜態(tài)液相微萃取方法

用微量進(jìn)樣針吸入一定量萃取劑，然后把它插入裝有水溶液的10 mL萃取瓶中，套上一定長度的多孔ABS塑料管（見圖1），按下進(jìn)樣針推動(dòng)桿將有機(jī)溶劑推入ABS塑料管內(nèi)，在一定的攪拌速度和溫度下萃取30 min后，拉動(dòng)進(jìn)樣針推動(dòng)桿將有機(jī)溶劑全部吸入注射器內(nèi)，然后進(jìn)行HPLC分析.

圖1　靜態(tài)液相微萃取裝置圖

2　結(jié)果與討論

2.1靜態(tài)液相微萃取保護(hù)裝置的改進(jìn)

本實(shí)驗(yàn)力求從常用的材料中篩選出可以保護(hù)一滴溶劑，并且又能達(dá)到一定實(shí)驗(yàn)效果的保護(hù)裝置.經(jīng)過反復(fù)多次的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)ABS塑料管水平放置的方式進(jìn)行萃取，可以獲得一定的實(shí)驗(yàn)效果.同時(shí)，進(jìn)一步探討了表面無孔和表面上被均勻地鉆出多個(gè)直徑約為0.5 mm孔的兩種ABS塑料管的實(shí)驗(yàn)效果.結(jié)果表明：后者的萃取效果明顯由于前者，這是因?yàn)槎嗫椎腁BS塑料管增大了有機(jī)萃取劑與水溶液的接觸面積.

2.2靜態(tài)液相微萃取條件的優(yōu)化

2.2.1萃取溶劑的選擇：選擇萃取溶劑必須滿足“相似相溶原理”，并且溶劑峰與目標(biāo)峰要完全分離.筆者選擇正己烷，甲苯，離子液體（1-辛基-3-甲基咪哇六氟磷酸鹽）作為萃取溶劑，考察其萃取效果.結(jié)果表明：在優(yōu)化的色譜條件下，甲苯峰形較差，并且會(huì)干擾甲基對(duì)硫磷的準(zhǔn)確測定；1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的粘性非常大，增加了微量進(jìn)樣針排氣泡的難度，同時(shí)進(jìn)樣后色譜柱壓力過大，嚴(yán)重影響色譜柱的壽命；正己烷克服了甲苯和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的上述缺點(diǎn)，且萃取效果較好.所以選擇正己烷為最佳萃取溶劑.

2.2.2萃取溶劑用量的選擇：考察了5、10、15、20、25、30、35 μL正己烷對(duì)萃取效果的影響.從圖2可知，兩個(gè)目標(biāo)物的峰面積隨著正己烷體積的增大而增加，當(dāng)液滴為25 μL時(shí)達(dá)到最大值，繼而開始降低.因此選擇25 μL作為最佳萃取溶劑體積.

2.2.3攪拌速度的選擇：樣品溶液進(jìn)行攪拌能加快水相與有機(jī)相間萃取平衡的建立，提高萃取效果，縮短萃取時(shí)間.但是攪拌速度過快,會(huì)破壞萃取溶劑的穩(wěn)定性，降低萃取效果.本實(shí)驗(yàn)考察了一檔、二檔、三檔、四檔、五檔和六檔攪拌速度對(duì)萃取效果的影響.結(jié)果表明：攪拌速度控制在第五檔時(shí)，甲基對(duì)硫磷和對(duì)硫磷的峰面積都達(dá)到最大.因此，本實(shí)驗(yàn)最佳攪拌速度控制在第五檔.

2.2.4萃取時(shí)間的選擇：選取5、10、15、20、25、30、35 min 7個(gè)水平，研究萃取量與萃取時(shí)間的關(guān)系.結(jié)果如圖3所示，在室溫條件下，萃取30 min時(shí)，甲基對(duì)硫磷和對(duì)硫磷的峰面積都達(dá)到最大，隨后峰面積下降.這是因?yàn)檩^長的萃取時(shí)間會(huì)造成萃取劑在水樣中的溶解量增大，從而降低萃取效果.所以，最佳萃取時(shí)間選為30 min.

2.3 HPLC操作條件的選擇

2.3.1流動(dòng)相的選擇：考察了甲醇/水、乙腈/水兩種不同體系的流動(dòng)相，發(fā)現(xiàn)采用乙腈/水體系時(shí)基體干擾小、柱壓小.進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)隨著乙腈含量的增加，甲基對(duì)硫磷和對(duì)硫磷的分離度逐漸降低；當(dāng)乙腈∶水(V／V) =70∶30時(shí)，兩組份得到很好的分離，且分析耗時(shí)短.因此，本實(shí)驗(yàn)的最佳流動(dòng)相組成為70/30的乙腈/水體系.

圖2　溶劑體積的影響　

圖3　萃取時(shí)間的影響

2.3.2流速的選擇：選取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mL·min-16個(gè)不同的流速進(jìn)行研究，結(jié)果表明：流動(dòng)相為70/30的乙腈/水，流速控制在0.9 mL·min-1時(shí)，甲基對(duì)硫磷和對(duì)硫磷峰形對(duì)稱，分離度達(dá)到最佳，色譜圖見圖4.按出峰順序依次為：甲基對(duì)硫磷4.815 min,對(duì)硫磷6.748 min.

圖4　甲基對(duì)硫磷和對(duì)硫磷混合標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖

2.4線性范圍和檢出限

用二次蒸餾水將有機(jī)磷混合標(biāo)樣逐級(jí)稀釋為0.05～1.00 μg·L-1范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在優(yōu)化后的液相微萃取和色譜條件下進(jìn)行萃取、測定.以峰面積Y為縱坐標(biāo)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)X(μg·L-1)為橫坐標(biāo)繪制線性回歸方程,檢出限按S/N=3估算，結(jié)果見表1.

2.5樣品空白測定

分別準(zhǔn)確移取10 mL按1.3處理好的自來水、韶關(guān)學(xué)院東湖水和西湖水樣品，在優(yōu)化條件下進(jìn)行液相微萃取和高效液相色譜測定.根據(jù)平行測定7次數(shù)據(jù)表明：西湖水中只測得對(duì)硫磷為0.06 μg·L-1，其余水樣中均未檢出目標(biāo)物.

表1　線性范圍與檢出限

2.6準(zhǔn)確度和精密度

在上述選定的實(shí)驗(yàn)條件下，向自來水、東湖水和西湖水中分別按0.40 μg·L-1和0.80 μg·L-1準(zhǔn)確添加有機(jī)磷混合標(biāo)樣進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn).方法的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）結(jié)果見表2，西湖水中對(duì)硫磷的回收率已扣除空白值.

表2　回收率與相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=7）*

3　結(jié)論

采用多孔的ABS塑料管水平放置保護(hù)一滴溶劑進(jìn)行液相微萃取，聯(lián)合高效液相色譜測定水體中的有機(jī)磷農(nóng)藥，得到了較滿意的結(jié)果.在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，甲基對(duì)硫磷、對(duì)硫磷的線性范圍在0.05～1.00μg·L-1，相關(guān)系數(shù)R在0.999 3～0.999 5，回收率為95.2%～102%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.5%～6.8%,檢出限為0.01μg·L-1.

參考文獻(xiàn)：

［1］王艷麗,周陽.固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法測定水中痕量有機(jī)磷和阿特拉津農(nóng)藥［J］.中國環(huán)境檢測,2013,29（1）：112-115.

［2］王金成,金進(jìn),熊力,等.微萃取技術(shù)在環(huán)境分析中的應(yīng)用［J］.色譜,2010,28（1）：1-13.

［3］常青,沈先濤,王佳,等.液相微萃取-氣相色譜法測定水樣中微量酚類污染［J］.理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊,2009,45（1）:91-93.

［4］焦琳娟.超聲提取-動(dòng)態(tài)液相微萃取-氣相色譜法測定土豆中有機(jī)磷農(nóng)藥［J］.理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊,2012,48（11）:1289-1291.

［5］劉科強(qiáng),盧文文,丁健樺,等.中空纖維兩相液相微萃取技術(shù)應(yīng)用于芝麻中共軛亞油酸的測定［J］.分析測試學(xué)報(bào),2013,32（7）: 877-881.

［6］謝洪學(xué),何麗君,伍艷,等.基于離子液體的液相微萃取-高效液相色譜法測定水中有機(jī)磷農(nóng)藥［J］.分析化學(xué)研究報(bào)告,2007,35 （2）:187-190.

（責(zé)任編輯：顏志森）

中圖分類號(hào)：O657.72

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-5348（2015）02-0025-04

［收稿日期］2014-03-36

［作者簡介］焦琳娟（1970-），女，安徽巢湖人，韶關(guān)學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院副教授；研究方向：農(nóng)藥殘留分析.

Determination of Organo-Phosphorous Pesticides in Water Samples Using S-LPME-HPLC with an ABS Plastic Pipe as a Protective Device

JIAO Lin-juan
（College of Chemistry and Environmental Engineering,Shaoguan University, Shaoguan 512005,Guangdong,China）

Abstract:In this experiment,a perforated ABS plastic pipe was used horizontally to protect a drop of solvent in Static Liquid Phase Micro-extraction,and a new method for the determination of two organo-phosphorous pesticides(methylparathion and parathion)in water samples has been developed using static liquid-phase microextraction and High Performance Liquid chromatography.Experimental conditions that affected the liquid-phase micro-extraction such as extraction solvents,solvent volumes,extraction times and mixing speed were optimized. And the operational conditions of HPLC were optimized.The linear ranges were all from 0.05 μg·L-1to 1.00 μg·L-1.The relative cofficient is from 0.999 3 to 0.999 5.The recoveries were between 95.2%and 102%. Relative standard deviations ranged from 3.5%to 6.8%.The detection limits were all 0.01 μg·L-1.This method can be used to effectively determine the residue of Organo-Phosphorous Pesticides.

Key words:static liquid phase micro-extraction;high performance liquid chromatography;organo-phosphorous pesticides;water；protective device