氣相色譜—火焰光度法測定大米中三丁基錫和三苯基錫

李 娟, 申明月, 鄢愛平, 郭 嵐, 萬益群＊1,

(1.食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌大學(xué),江西南昌 330047;2.南昌大學(xué)分析測試中心,江西南昌 330047)

氣相色譜—火焰光度法測定大米中三丁基錫和三苯基錫

李 娟2, 申明月2, 鄢愛平2, 郭 嵐2, 萬益群＊1,2

(1.食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌大學(xué),江西南昌 330047;2.南昌大學(xué)分析測試中心,江西南昌 330047)

建立了大米中三丁基錫和三苯基錫化合物同時(shí)分析的氣相色譜法。樣品以二氯甲烷超聲提取,四乙基硼酸鈉衍生,衍生物經(jīng)弗羅里硅土層析柱凈化后,采用氣相色譜—火焰光度法進(jìn)行檢測,并對(duì)影響測定的各種因素進(jìn)行了探討。三丁基錫、三苯基錫均在0.1～10 mg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性良好,線性相關(guān)系數(shù)分別為0.999 0,0.999 5,方法檢出限分別為0.049,0.075 mg/kg。在0.5、5.0、10 mg/L 3個(gè)添加水平下,三丁基錫、三苯基錫的平均回收率為96.4%～109.4%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.09%～8.46%。方法用于大米中三丁基錫和三苯基錫化合物的同時(shí)檢測,結(jié)果良好。

三丁基錫;三苯基錫;氣相色譜-火焰光度法;大米

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,有機(jī)錫化合物尤其是三丁基錫和三苯基錫作為殺蟲劑、PVC穩(wěn)定劑、船舶防污涂料等得到廣泛應(yīng)用[1]。有機(jī)錫具有生物毒性,對(duì)人體健康會(huì)造成嚴(yán)重的危害,不同形態(tài)的有機(jī)錫,其毒性和環(huán)境行為有顯著差異。其中三丁基錫(tributyltin,TBT)和三苯基錫(triphenyltin,TPh T)毒性最大,極低含量就可導(dǎo)致生物體內(nèi)分泌混亂[2],具有肌肉毒性、基因毒性和胚胎毒性等。國內(nèi)外關(guān)于有機(jī)錫化合物的研究多集中在環(huán)境樣品[3,4,5]及紡織品[6]上,相對(duì)來講,食品中[7,8]有機(jī)錫化合物的研究報(bào)道較少,大米中有機(jī)錫化合物的研究更尚未見報(bào)。大米是人們食物的主要來源之一,開展大米中有機(jī)錫化合物污染水平調(diào)查,揭示其對(duì)人體健康的影響,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

目前常用的有機(jī)錫化合物分析技術(shù)有液相色譜—電感偶合等離子體質(zhì)譜[9]、液相色譜—質(zhì)譜[10]、氣相色譜—質(zhì)譜法[11,12]、氣相色譜—火焰光度法[13,14,15]、氣相色譜—原子發(fā)射光譜法[16]等。Jiang Gui bin等[15]將豬油樣品經(jīng)格氏試劑衍生,環(huán)已烷萃取后,過弗羅里硅土柱凈化,采用 GC-FPD對(duì)一甲基錫(monomethyltin,MM T)、二甲基錫(dimethyltin,DM T)、三甲基錫 (trimethyltin,TM T)進(jìn)行檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn),豬油樣中二甲基錫的含量達(dá)到mg/g級(jí),三甲基錫和單甲基錫的含量達(dá)到μg/g級(jí)。Santos等[16]向生物樣品中加入四甲基氫氧化銨消化10～20 min,上清液用NaBEt4(sodium tetraethylbo rate)衍生,正已烷萃取,采用 GCAED對(duì)一丁基錫(monobutyltin,MBT)、二丁基錫(dibutyltin,DBT)、三丁基錫(tributyltin,TBT)、一苯基錫 (monophenyltin,M Ph T)、二苯基錫 (diphenyltin,DPh T)、三 苯 基 錫 (triphenyltin,TPh T)進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),樣品均受到有機(jī)錫化合物不同程度的污染。

作者系統(tǒng)研究了大米中三丁基錫和三苯基錫化合物提取、凈化條件,建立了大米中三丁基錫和三苯基錫同時(shí)分析新方法。相對(duì)傳統(tǒng)的分析方法,該方法同時(shí)進(jìn)行衍生和萃取,縮短了分析時(shí)間,簡化了操作步驟,具有較好的實(shí)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 6890N氣相色譜儀:美國Agilent公司產(chǎn)品,配火焰光度檢測器、Agilent 7683自動(dòng)進(jìn)樣器和Agilent色譜工作站(B.01.03C);DSY-Ⅱ型自動(dòng)快速濃縮儀:北京金科精華苑技術(shù)研究所產(chǎn)品;M S2迷你振蕩器:廣州儀科實(shí)驗(yàn)室技術(shù)有限公司產(chǎn)品;RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品;M illi-Q超純水裝置:美國M illipo re公司產(chǎn)品。

三丁基氯化錫、三苯基氯化錫標(biāo)準(zhǔn)品:購自德國Ehrenstorfer公司;四乙基硼酸鈉(NaBEt4):購自美國Strem Chemicals公司;甲醇為色譜純;正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、醋酸、醋酸鈉、氯化鈉:均為分析純;無水Na2SO4(分析純,使用前450℃灼燒4 h);Florisil:農(nóng)殘級(jí),使用前650 ℃灼燒4 h。

1.2 色譜分析條件

HP-5毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25μm);進(jìn)樣口溫度:250℃;柱溫:80℃保持1 min,然后以20℃/min升至250℃,保持5 min;檢測器溫度:250℃;氫氣流量:250 m L/min;空氣流量:100 mL/min;尾吹氣(N2)流量:50 mL/min;載氣:高純氮?dú)?流速為1.0 mL/min;進(jìn)樣量:2.0μL(不分流進(jìn)樣)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制及衍生化

分別稱取一定量三丁基錫、三苯基錫標(biāo)準(zhǔn)品于50 m L棕色容量瓶中,并用甲醇溶液定容,配成100 mg/L TBT、TPh T的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,置于4℃冰箱內(nèi)保存。

準(zhǔn)確移取1.0 mL一定濃度的 TBT、TPh T混合標(biāo)準(zhǔn)液于10 m L離心管中,依次加入1.0 m L醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(p H=5.0)、1.0 m L 1 g/dL NaBEt4溶液和3.0 m L正己烷,振蕩萃取40 min,靜置分層,分出有機(jī)相,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至近干,并用正己烷定容至1.0 mL,在選定的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行測定。

1.4 樣品前處理

將大米粉碎后過0.45 mm粒徑篩。稱取1.0 g左右大米樣品于50 mL玻璃瓶中,依次加入1.0 m L醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(p H=5.0)、1.0 m L質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%NaBEt4溶液、2.0 mL飽和氯化鈉溶液和10 m L二氯甲烷,超聲提取10 min后,將溶液轉(zhuǎn)移到離心管中,于4 000 r/min離心10 min,分出有機(jī)相,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至3.0 mL左右,以備凈化。

層析柱(10 mm×25 cm)自下而上裝填:1 cm無水硫酸鈉,3 g弗羅里硅土,1 cm無水硫酸鈉。用10 m L正己烷預(yù)淋洗柱子,然后將濃縮液轉(zhuǎn)移至柱頭,待層析柱中試樣溶液的液面接近上層無水硫酸鈉時(shí),用20 m L乙酸乙酯-正己烷(體積比為1∶1)溶液洗脫,收集洗脫液,在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上濃縮至近干,并用2.0 m L正己烷溶解殘余物,微弱氮?dú)獯抵?00μL,在選定的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的選擇

考查進(jìn)樣口溫度在250～290℃范圍對(duì) TBT和TPh T峰面積的影響。結(jié)果表明,改變進(jìn)樣口溫度對(duì) TBT峰面積影響不大,而 TPh T的峰面積隨著進(jìn)樣口溫度的升高而增大,當(dāng)進(jìn)樣口溫度在250～290℃時(shí),TPh T峰面積無顯著變化。作者選擇進(jìn)樣口溫度為250℃。同時(shí)為提高 TBT和 TPh T檢測的靈敏度,對(duì)空氣與氫氣流量比進(jìn)行優(yōu)化,固定空氣流量(100 m L/min)及其它條件,考查氫氣流量在90～250 m L/min范圍對(duì) TBT和 TPh T峰面積的影響。結(jié)果表明,TBT和TPh T的峰面積隨著氫氣流量的增大而增大,當(dāng)氫氣流量為250 m L/min時(shí)TBT和TPh T的峰面積最大,而且該值也是儀器的最大設(shè)定值。在上述色譜條件下,TBT、TPh T得到了較好的分離(見圖1)。

圖1 TBT、TPhT標(biāo)準(zhǔn)溶液的色譜分離圖Fig.1 Chromatogram of TBT,TPhT standard solution

2.2 提取溶劑的選擇

取1.0 g左右大米,加入1.0 m L 1.0 mg/L的TBT、TPh T混合標(biāo)準(zhǔn)液,再分別用20 m L正已烷、乙酸乙酯-正已烷(體積比1∶1)、二氯甲烷按“1.4”方法超聲提取20min,比較這 3種溶劑對(duì) TBT、TPh T的提取效果。結(jié)果表明,正已烷為提取劑時(shí)TBT、TPh T回收率分別為87%,77%;乙酸乙酯—正已烷(體積比為1∶1)為提取劑時(shí) TBT、TPh T回收率分別為92%,81%;而二氯甲烷提取效果較好,TBT、TPh T回收率分別為97%,92%。在此基礎(chǔ)上,再考查二氯甲烷用量對(duì) TBT、TPh T提取效果的影響(見圖2),由圖2可知,當(dāng)二氯甲烷的用量在10～30 m L時(shí),TBT、TPh T提取效果較好。作者選擇10 m L的二氯甲烷。

圖2 二氯甲烷用量對(duì)TBT、TPhT提取效率的影響Fig.2 Effect of CH2 Cl2 volume on TBT and TPhT extraction efficiency

2.3 提取時(shí)間的選擇

考查超聲提取時(shí)間分別為 5、10、20、30、40 min對(duì) TBT和 TPh T提取效果的影響(見圖3)。由圖3可知,提取時(shí)間在5～40 min時(shí)對(duì) TBT、TPh T提取影響不大。作者選擇提取時(shí)間為10 min。

圖3 提取時(shí)間對(duì)TBT、TPhT提取效率的影響Fig.3 Effects of extraction time on TBT and TPhT extraction efficiency

2.4 凈化條件選擇

為了避免大米基質(zhì)對(duì)分析結(jié)果的影響,采用柱層析法對(duì)提取液進(jìn)行凈化。弗羅里硅土能大量地吸附脂肪、蠟質(zhì)、色素等雜質(zhì),作者采用弗羅里硅土裝柱對(duì)提取液進(jìn)行凈化。洗脫溶劑考查了正已烷、二氯甲烷、二氯甲烷—正己烷(體積比1∶1)、乙酸乙酯-正已烷(體積比1∶1)對(duì) TBT、TPh T的洗脫情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),正已烷、二氯甲烷、二氯甲烷—正己烷(體積比1∶1)洗脫效果不是很理想,正已烷-乙酸乙酯(體積比1∶1)混合溶劑洗脫情況較好。又通過不同的配比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,用正已烷-乙酸乙酯(體積比1∶1)混合溶劑洗脫,TBT、TPh T都能較好地淋洗下來。故選擇的淋洗條件為20 m L乙酸乙酯-正已烷 (體積比1∶1)混合溶劑。

2.5 線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

分別配制濃度為 0.1、1.0、2.0、6.0、8.0、10 mg/L的 TBT和 TPh T混合標(biāo)準(zhǔn)工作液,按“1.3”方法進(jìn)行衍生及測定。結(jié)果表明:TBT、TPh T在0.1～10 mg/L的濃度范圍內(nèi)線性良好,相關(guān)系數(shù)分別為0.999 0,0.999 5,方法檢出限分別為0.049 m g/kg,0.075 mg/kg。

2.6 方法回收率和精密度

稱取1.0 g左右大米若干份,分別加入1.0 mL質(zhì)量濃度為0.5、5.0、10 mg/L TBT和 TPh T混合標(biāo)準(zhǔn)液,按1.4方法對(duì)樣品進(jìn)行處理后,用正已烷定容至1.0 m L,每個(gè)添加水平平行測定5次(見表1)。結(jié)果表明 ,在 0.5、5.0、10 mg/L 3個(gè)添加水平下,TBT、TPh T的平均回收率為 96.4%～109.4%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.09%～8.46%,所建立的方法能滿足實(shí)際樣品分析的要求。

表1 回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=5)Tab.1 Results of recovery(n=5)

2.7 樣品分析

應(yīng)用建立的方法對(duì)南昌等3個(gè)地方的大米進(jìn)行分析,見圖4。分別稱取一定量的大米,按“1.4”方法進(jìn)行提取和凈化后,氮吹至200μL,在選定的實(shí)驗(yàn)條件下測定,結(jié)果表明,在所測的大米中均未檢出 TBT、TPh T。

圖4 大米樣品色譜圖Fig.4 Chromatogram of rice sample

3 結(jié) 語

作者建立了大米中三丁基錫和三苯基錫同時(shí)分析的氣相色譜法。該方法同時(shí)進(jìn)行衍生和萃取,大大縮短了分析時(shí)間,簡化了操作步驟,適合于實(shí)際樣品的分析。

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Determination of Tributyltin and Triphenyltin in Rice by Gas Chromatography-Flame Photometry

LI Juan2, SHENG Ming-yue2, YAN Ai-ping2, GUO Lan2, WAN Yi-qun＊1,2
(1.State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanchang 330047,China;2.Center of Analysis and Testing of Nanchang University,Nanchang 330047,China)

A method for simultaneous determination of tributyltin(TBT)and triphenyltin(TPh T)in rice by GC-FPD was developed in this study.The sample was extracted with CH2Cl2by ultrasonic and derivatived with NaBEt4,then cleaned up by a column filled with florisil.After that,the extract was determined by GC-FPD,the various factors influencing analysis results were exp lo red.The results present the good linearities between analytical signal and analyte concentration in the range of 0.1～10 mg/L with the linear correlation coefficients of 0.9990,0.9995,respectively.Fo r TBT and TPh T,the method detect limit was 0.049 mg/kg and 0.075 mg/kg,respectively.The average recoveries obtained from samples spiked with standards at the concentration levels of 0.5 m g/L,5.0 m g/L and 10 mg/L was in the range of 96.4%～109.4%with relative standard derivation of 4.09%～8.46%.A satisfactory result was obtained in thedetermination of organotin compounds in rice.

tributyltin,triphenyltin,gas chromatography-flame photometry,rice

O 657.63

A

1673-1689(2011)04-0571-05

2010-09-01

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20765002,20965005);江西省科技支撐項(xiàng)目(2008BB22400);食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室目標(biāo)導(dǎo)向資助項(xiàng)目(SKLF-MB200807);食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自由探索資助項(xiàng)目(SKLF-TS-200918)。

＊

萬益群(1964-),男,江西進(jìn)賢人,工學(xué)博士,教授,博士研究生導(dǎo)師,主要從事食品質(zhì)量與安全研究。Email:yqwanoy@sina.com