超高效液相色譜法測定水中氯酚物質的條件分析與探討

王懌婷 張明明

北京市自來水集團水質監測中心，中國·北京 100192

1 引言

氯酚類物質是環境中的重要污染物，不但有毒，而且它可使水帶有討厭的氣味和顏色，因而水中酚類物質測定具有重要意義[1]。長期飲用被氯酚污染的飲用水，可引起頭昏、出疹、瘙癢等神經系統的癥狀，而且氯酚具有致畸、致癌、致突變效應，同時伴有強烈的刺激性氣味，影響用水安全[2-4]。

氯酚類物質的測定方法主要有氣相色譜法、液相色譜法和液質聯用技術等，其中，液相色譜法憑借重現性好、準確度高、操作便捷等優點較廣泛地應用于水中氯酚類物質的檢測分析。與傳統液相色譜（HPLC）相比較，超高效液相色譜（UPLC）基于高壓、高速、高靈敏度等特點，可使目標化合物得到更快速更高效地分離。

對于氯酚類化合物來說，影響其出峰因素較多，特別在分離度方面，由于酚羥基的易電離性使生成的離子與分子在固定相中有雙重保留機制，導致拖尾嚴重，使性質相似的酚分離性能不佳[5]。論文在已有文獻基礎上，利用超高效液相色譜（UPLC）和紫外檢測器，同時測定樣品中的2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚三種氯酚，通過調節流動相淋洗模式，分別經等度及梯度分離試驗，從而找到最佳的測定條件。

2 實驗

2.1 儀器和材料

美國Waters公司超高效液相色譜儀（UPLC H-Class），配有二極管陣列檢測器（PDA）、四元溶劑泵（QSM）和樣品管理（SM-FTN）；Milli-Q超純水機；ENVI-chrom P固相萃取小柱（Supelco公司）；實驗中所用甲醇、乙腈、四氫呋喃、甲酸等均為色譜純（Fisher公司）；2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚標準溶液購于環保部，濃度為1000mg/L。

2.2 樣品前處理

采用固相萃取法，依次用10mL甲醇和10mL純水，對固相萃取柱進行活化。取1000mL水樣，加入硫酸溶液使pH值達到1.5～2，再以5～10mL/min的流速使水樣通過活化的固相萃取小柱，萃取完成后用氮氣吹干。用2mL四氫呋喃洗脫后置于濃縮瓶內，定容體積為1mL，上機測定[6]。

2.3 色譜條件和參數

色譜柱為：Waters BEH C18（1.7μm，2.1×50mm）；色譜柱溫度：36℃，流動相：A水（含0.1%甲酸），B甲醇，C乙腈。進樣量：5μL，流速：0.4mL/min，檢測器為二極管陣列檢測器（PDA）。

3 結果與討論

3.1 等度模式淋洗

分別以0.1%甲酸水、甲醇、乙腈為流動相，按不同比例進行等度淋洗分離，如表1所示。

表1 不同等度模式出峰情況對比

3.2 梯度淋洗

①A：0.1%甲酸水；B：乙腈，初始，80%A，20%B；1.3min，60%A，40%B；2.5min，0%A，100%B；5min，0%A，100%B；7min，80%A，20%B。色譜圖見圖5。

②A：0.1%甲 酸 水；B：乙 腈，初 始，60%A，40%B；1min，50%A，50%B；2min，20%A，80%B；3min，20%A，80%B；3.5min，60%A，40%B。色譜圖見圖6。

3.3 流動相選擇及分離條件分析

從表1及圖1～圖6可以看出，在等度條件下洗脫時，相對于甲醇來說，選用乙腈做流動相，響應值更高，出峰時間提前，峰形更加緊湊，有利于節約時間和流動相。經反復試驗后結果表明，當流速為0.4mL/min，流動相為水（含0.1%甲酸）40%，乙腈60%時（如圖4所示），2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚三種氯酚的峰形和保留時間都較合適，基線平穩，分離效果最佳，分離過程只需2min。在梯度條件下洗脫時，如圖5所示，色譜峰分離效果較好，但基線有漂移。在原有梯度條件下經優化后如圖6所示，出峰時間提前，三種氯酚分離度更好，基線更平穩，因此在梯度洗脫下的流動相波動不宜過大，同時樣品分離后的緩沖也較為重要，以保證更平穩的進入下一樣品的梯度分離。

圖1 流動相條件為（0.1%甲酸）水∶甲醇=40%∶60%時

圖2 流動相條件為（0.1%甲酸）水∶甲醇=30%∶70%時

圖3 流動相條件為（0.1%甲酸）水∶乙腈=30%∶70%時

圖4 流動相條件為（0.1%甲酸）水：乙腈=40%：60% 時

圖5 梯度淋洗（一）

圖6 梯度淋洗（二）

3.4 標準曲線及線性范圍

將濃度為1000mg/L的2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚標準溶液，用甲醇逐級稀釋成濃度為0mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L，0.8mg/L、1.0mg/L的標準系列，上機測定，按圖4的色譜條件：40%甲酸水，60%乙腈，等度模式淋洗。以濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標繪制標準曲線，相關系數分別為0.9995、0.9996、0.9994。

3.5 加標回收率及精密度實驗

向某龍頭水中加入2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚混標溶液，按等度模式分離，色譜條件同標準曲線進樣條件，平行測定6次，結果如表2所示，回收率在92.8%～96.4%，相對標準偏差在1.8%～3.0%，滿足檢測要求。

表2 三種氯酚物質加標回收及精密度實驗

4 結語

通過調節流動相淋洗模式，分別經等度及梯度分離試驗，對2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚三種酚類的分離效果進行分析比較，就這三種氯酚物質而言，在等度模式下，流速為0.4mL/min，選用水（含0.1%甲酸）40%，乙腈60%作為流動相時，三種氯酚物質分離效果最好，保留時間合適，基線平穩，進樣時間短，分離效率較高。標準曲線的相關系數均高于0.999，相對標準偏差為1.8%～3.0%，加標回收率為92.8%～96.4%。若是對于多種氯酚類物質的分離測定，采用優化后的梯度色譜條件也可較好地滿足測定要求，需要注意的是梯度洗脫時流動相的波動不宜過大，以保證基線更加穩定。