離子印跡技術-電感耦合等離子體質譜聯用測定環境水樣中超痕量乙基汞離子

吳偉華　張丹丹

關鍵詞：離子印跡技術;IIT-ICPMS;環境水樣;乙基汞

在自然界中，汞離子的形態主要分為兩種：無機汞和有機汞。其中，有機汞因能在生物體內富集，毒性比無機汞大得多。有機汞主要以甲基汞、乙基汞、苯基汞等3種形態存在。當前對有機汞形態的檢測方法較多，主要有氣相色譜法[1]、液相色譜法[2]、毛細管電泳法[3]、離子色譜法[4]等。但這些檢測方法都要預處理樣品，然后根據色譜分離原理，將不同形態的有機汞離子分離，最終用大型儀器檢測。因此，存在前處理時間長、操作復雜、分離效果受色譜柱和流動性影響很大等問題。目前，對單一形態的有機汞離子研究較少，更多地利用“萃取+色譜分離”技術，無法準確、快速、便捷地測定單一形態有機汞離子。乙基汞離子作為有機汞的形態之一，雖然毒性沒有甲基汞離子強，但仍然很大。另外，乙基汞作為化妝品、疫苗、眼藥水等產品防腐劑[5]的合成原料，至今仍被廣泛使用。因此，對乙基汞離子的檢測研究有一定的社會需求，尤其在環境水體中，乙基汞離子的檢測尤其重要。離子印跡技術作為分子印跡技術的一個重要發展方向，能實現對金屬離子在水相環境下的印跡和識別，同時達到富集效果。因此，將其應用到有機重金屬測定方面具有可行性。為了快速、準確地了解環境水體中的乙基汞離子污染情況，本研究擬建立一種基于離子印跡技術合成乙基汞離子印跡材料，結合電感耦合等離子體質譜測定環境水樣中超痕量乙基汞離子的方法。

1 實驗

1.1 儀器與條件

儀器：7500型電感耦合等離子體質譜儀器、馬弗爐、蠕動泵、電子天平、高速離心機。

電感耦合等離子體質譜條件：射頻功率為1500 W，等離子氣流量為18.00 L/min，輔助氣流量為0.80 L/min，霧化載氣流量為0.80 L/min，補償氣流量為0.40 L/min。

1.2 試劑硅膠（0.040～0.063 mm）、甲基丙烯酸（MAA）、偶氮二異丁腈（AIBN）、吡咯烷二硫代甲酸銨（PDC）、氯化乙基汞（CH3CH2HgCl）、3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（γ-MAPS）、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）、硫脲、鹽酸。

1.3 實驗方法

1.3.1 合成乙基汞離子印跡材料

稱取10.00 g經550 ℃高溫處理過的SiO₂，加入200.0 mLHCl（1.0 mol/L），在80 ℃水浴中攪拌反應6 h后，用二次水清洗，離心并干燥。隨后與20.0 mL水、100.0 mL乙醇、20.0mL草酸溶液（pH為4.0）和20.0 mL 3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（γ-MAPS）混合成溶液，置于60 ℃油浴中加熱攪拌反應12 h后，加入100.0 mL乙醇并與0.05 g氯化乙基汞、0.05 g吡咯烷二硫代甲酸銨（PDC）、100 μL甲基丙烯酸（MAA）、0.01g偶氮二異丁腈（AIBN）和200 μL三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）混合成溶液，繼續加熱攪拌反應12 h后，用二次水洗凈，離心并在常溫下真空干燥。

在100.0 mL含硫脲（1.0 mol/L）和HCl（2.0 mol/L）溶液中攪拌3～4h，離心除去上清液后改用30.0 mL含硫脲（0.1 mol/L）和HCl（2.0 mol/L）溶液中攪拌3～4h，離心除去上清液。最后在60 ℃下真空干燥，得到含有乙基汞離子三維孔穴的離子印跡材料。

1.3.2 乙基汞離子的富集

將已洗去模板離子的離子印跡聚合物填充入BC-10空柱，將50.0 mL含10 ng/mL乙基汞溶液緩慢通過填充柱進行富集;然后用0.5 mL含硫脲（0.1 mol/L）和HCl（2.0 mol/L）混合溶液緩慢通過填充柱，收集洗脫液待測;使用7500型電感耦合等離子體質譜對上述待測液進行檢測，最后計算乙基汞離子的回收率。