氣流式微注射器萃取技術(shù)與GC-MS聯(lián)用直接分析不同植物葉片中痕量的多環(huán)芳烴

汪浩, 宋玉梅, 耿仁杰

(長(zhǎng)白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002)

氣流式微注射器萃取技術(shù)與GC-MS聯(lián)用直接分析不同植物葉片中痕量的多環(huán)芳烴

汪浩, 宋玉梅, 耿仁杰

(長(zhǎng)白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002)

為實(shí)現(xiàn)植物樣品中痕量多環(huán)芳烴(PAHs)的簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確、高效分析,利用氣流式微注射器萃取技術(shù)(GP-MSE)結(jié)合 GC-MS檢測(cè)植物(落葉松、旱柳和側(cè)柏)葉片中的PAHs,通過(guò)加標(biāo)回收率評(píng)價(jià)了方法的準(zhǔn)確性,并通過(guò)定量離子色譜圖分析了目標(biāo)物的定量干擾.結(jié)果顯示:供試6種 PAHs的方法回收率分別為60.81%～119.83%,69.26%～116.68%和62.82%～104.71%;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)分別為0.92%～16.56%,6.71%～12.34%,3.57%～14.06%.定量離子色譜圖的分析表明,該方法不需采用其他凈化技術(shù),6種PAHs分離效果好,定量離子基質(zhì)干擾少,可用于植物葉片中PAHs的檢測(cè)分析.

微萃取;氣流式;多環(huán)芳烴;GC-MS;植物葉片

0 引言

多環(huán)芳烴除了某些天然源外,(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)主要來(lái)自各種化石燃料如煤炭、石油等的不完全燃燒[1-3],是廣泛分

布于全球環(huán)境中的痕量有毒有機(jī)污染物,其毒性主要體現(xiàn)在對(duì)生物體的強(qiáng)烈致癌致畸變作用[4],是近年來(lái)環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域中的持續(xù)熱點(diǎn)之一[5].環(huán)境中的 PAHs可被植物吸收,因此多種植物被用于多環(huán)芳烴的污染特征研究[6-7],大量研究表明,植物葉片中多環(huán)芳烴的積累與分布特征與大氣中的多環(huán)芳烴有一定的相關(guān)關(guān)系.

目前植物中 PA Hs的常用提取技術(shù)有索氏提取、超聲萃取、超臨界流體萃取和微波輔助萃取[8],以上提取技術(shù)均存在提取時(shí)間較長(zhǎng),操作相對(duì)較繁瑣,溶劑用量大等缺點(diǎn),且由于植物葉片基質(zhì)復(fù)雜,臘質(zhì)含量較高,在進(jìn)行 PAHs分析時(shí),共萃取物往往需進(jìn)行凈化分離(如柱層析凈化)來(lái)滿足儀器分析的需要[9].氣流式微注射器萃取技術(shù)是一種新型的樣品前處理方法[7],集萃取、凈化和濃縮于一體,可用于揮發(fā)性和半揮發(fā)性目標(biāo)物的快速分離與富集.本研究采用氣流式微注射器萃取技術(shù)直接萃取落葉松、旱柳和側(cè)柏葉片中的痕量多環(huán)芳烴,并結(jié)合 GC-MS進(jìn)行分離檢測(cè),探討基于該技術(shù)建立的分析方法在不同植物葉片中痕量多環(huán)芳烴分析上的應(yīng)用效果.

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

正已烷,丙酮,均為色譜純,購(gòu)買(mǎi)于加拿大Caledon公司;多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)品(2-甲基萘,1-甲基萘 ,苊 ,二氫苊 ,芴 ,菲)和[2H10]菲標(biāo)準(zhǔn)品 ,純度均高于99%,購(gòu)自于美國(guó) Supelco公司;氮?dú)?純度為99.999%.

研磨機(jī),100μL微注射器,氣體流量控制器,冷凝器,加熱器,日本島津 GC MS-QP2010p lus氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀.

1.2 樣品采集和預(yù)處理

1.2.1 植物葉片對(duì)照樣品 分別采集落葉松(Larixgmelinii)、旱 柳 (Salixmatsudana koidz)和側(cè)柏(Platycladusorientalis(L.)franco)葉作為供試植物樣品.樣品采集后用蒸餾水充分漂洗,濾紙蘸干表面水分后自然風(fēng)干;用研磨機(jī)粉碎樣品,混勻后作為對(duì)照樣品.

1.2.2 植物葉片加標(biāo)樣品 取上述樣品,分別加入一定量的 PA Hs混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(用正已烷稀釋配制),揮干溶劑后,充分搖勻,制得植物葉的PAHs加標(biāo)樣品,用于分析植物葉片中 PA Hs的方法回收率.

1.3 樣品萃取

植物樣品的氣流式微注射器萃取裝置按文獻(xiàn)[7]方法組裝.具體的萃取過(guò)程為:準(zhǔn)確稱取0.020 0 g經(jīng)預(yù)處理的植物樣品填裝入樣品池中,然后將樣品池置于加熱裝置中,并用隔墊密封樣品池口;將100μL微注射器經(jīng)冷凝裝置垂直插入樣品池中,至隔墊下適當(dāng)位置;設(shè)置樣品池溫度為280℃,冷凝溫度為-4℃,氣流吹掃速率為1 mL/min;在微注射器中加入含2 ng/μL[2H10]菲(作為儀器內(nèi)標(biāo))的有機(jī)萃取溶劑(體積比為1∶1的丙酮和正已烷混合溶液)10μL,開(kāi)始萃取,萃取時(shí)間為2 min.萃取結(jié)束后,取下微注射器,用于GC-MS進(jìn)樣分析.

1.4 色譜分析

毛細(xì)管色譜柱為DB-5MS(30 m×0.32 mm×0.25μm),載氣流速為1 m L/m in,進(jìn)樣口溫度為280℃,分流進(jìn)樣與分流比為24∶1.采用程序升溫,起始溫度為80℃,保留1m in,20℃/m in升溫至100℃,10℃/min升溫至200℃,20℃/min升溫至280℃,保留20 min.離子源為電子轟擊源,離子源溫度為200℃.以SIM模式掃描并進(jìn)行樣品的定性與定量.

2 結(jié)果與討論

為了評(píng)價(jià)分析方法的準(zhǔn)確度,按照前述植物樣品的前處理方法和分析條件分別分析對(duì)照樣品和加標(biāo)樣品.PAHs的加標(biāo)回收率的計(jì)算方式為:

式中A表示峰面積.

表1給出了落葉松、旱柳和側(cè)柏葉中 PA Hs的加標(biāo)回收率.3種植物葉中供試6種PA Hs的加標(biāo)回收率分別為60.81%～119.83%,69.26%～116.68%和62.82%～104.71%;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.92%～16.56%,6.71%～12.34%,3.57%～14.06%.這表明,對(duì)于不同植物葉片,本方法均能達(dá)到較滿意的回收率.另外,本方法的萃取時(shí)間只有幾分鐘,單個(gè)樣品處理的溶劑用量也只有微升級(jí),與索氏提取、超聲萃取等方法相比,節(jié)約了分析成本,提高了工作效率.

表1 植物樣品中PAHs的加標(biāo)回收率 %

圖1為落葉松、旱柳和側(cè)柏3種植物的加標(biāo)樣品中各PAHs的定量離子色譜圖.從圖中可以看出,不同植物基質(zhì)對(duì)目標(biāo)物的定量干擾小,目標(biāo)物分離效果好,這表明運(yùn)用選擇性離子模式能夠提供較好的定量結(jié)果.

圖1 植物葉片加標(biāo)樣品PAHs的定量離子色譜圖

3 結(jié)論

本文通過(guò)氣流式微注射器萃取(GP-MSE)的前處理方法結(jié)合 GC-MS分析了落葉松、旱柳和側(cè)柏3種植物葉片中痕量的 PA Hs本文方法具有操作簡(jiǎn)單、省時(shí)、回收率較高、重復(fù)性較好的優(yōu)點(diǎn).植物樣品中供試6種PA Hs的加標(biāo)回收率范圍為60.81%～119.83%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于20%,該方法可用于植物葉片的PAHs檢測(cè)分析.

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Gas Purge Microsyringe Extraction Combined with Gas Chromatographic-Mass Spectrometric Directly Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Plant Leaves

WANG Hao, SONG Yu-mei, GENG Ren-jie
(KeyLaboratoryofNaturalResourcesoftheChangbaiMountain&FunctionalMolecules(YanbianUniversity),MinistryofEducation,Yanji133002,China)

To achieve a simp le,rapid,accurate and efficient analysis of PAHs in p lant samp les,the gas purge microsyringe extraction(GP-MSE)combined with GC-MS isapp lied to determination of PAHs for plant leaves(Larixgmelinii,Salixmatsudanakoidz,Platycladusorientalis(L.)franco).The accuracy of thismethod is evaluated by spiked recoveries.The quantitative interferencesof targets also are analyzed by quantitative ion chromatograms.The results sho wthat the recoveries of six PAHs fo r plant leaves are 60.81%-119.83%,69.26%-116.68%and 62.82%-104.71%, with relative standard deviations(RSD)0.92%-16.56%,6.71%-12.34%,3.57%-14.06%,respectively.The quantitative analysisof ion chromatograms further indicates that the separation effect of six PAHs is good and has little matrix interferences without any clean-up course.Therefo re,it can be used fo r the determination of PAHs in plant leaves.

microextraction;gas purge;PAHs;GC-MS;p lant leaf

O656.31

A

1004-4353(2011)02-0132-04

2011-03-11

吉林省科技發(fā)展計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(20100340)

汪浩(1989—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)橛袡C(jī)分析研究.