大體積進(jìn)樣—高效液相色譜法超快速測定環(huán)境水樣中的甲萘威

王斐+馬文鵬+范智超+鄭淏

摘 要：該文建立了超快速測定環(huán)境水樣中的甲萘威的大體積進(jìn)樣-高效液相色譜法，200μL預(yù)過濾水樣直接進(jìn)液相色譜分析，優(yōu)化了方法中樣品溶劑和進(jìn)樣量2個(gè)參數(shù)，考察了方法的線性范圍、線性相關(guān)系數(shù)、檢出限、精密度和回收率。結(jié)果表明，甲萘威在0.1～10.0μg/mL濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系好，檢出限為0.4μg/L，精密度在0.1%～0.2%；回收率在97.7%～102.5%。整個(gè)分析水樣的全部過程僅僅需要10 min。該方法具有超快速、精密度高、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，適合測定環(huán)境水樣中的甲萘威。

關(guān)鍵詞：大體積進(jìn)樣；液相色譜；甲萘威；超快速

中圖分類號(hào) O657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）23-0030-03

Determination of Carbaryl in Environment Water Samples by Large-volume Injection Followed by High Performance Liquid Chromatography

Wang Fei et al.

（Shaanxi Environmental Monitoring Center，Xi'an 710054，China）

Abstract：Determination of carbaryl in environment water samples by large-volume injection followed by high performance liquid chromatography was developed.After 0.2 milliliter of filtered water was injected，carbaryl was separated on a c18 column and detected by a UV detector.The two parameters，sample solvent and sample injection were optimized.The correlation coefficient was 0. 9999 in the range of 0.1-10.0μg/mL.The method limit of detection was 0.4μg /L.Precisions and spiked recoveries，were in the ranges of 0.1%～0.2% and 97.7%～102.5%，respectively.The whole process of analyzing water samples only consumed 10 minutes.This method has the advantages of ultrafast speed，high precision and high accuracy，which is suitable for the determination of carbaryl in environmental water samples.

Key words：Large-volume injection； High performance liquid chromatography； Carbaryl； Ultrafast

甲萘威是我國普遍使用的一種氨基甲酸酯農(nóng)藥，可以污染農(nóng)作物附近的地表水和地下水，因此有必要監(jiān)測環(huán)境水樣中的甲萘威含量。甲萘威已經(jīng)被我國列入《GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，其標(biāo)準(zhǔn)限值為50μg/L。

甲萘威主要的分析方法是液相色譜-質(zhì)譜法[1]和液相色譜法（High performance liquid chromatography，HPLC） [2-4]。相比于液相色譜-質(zhì)譜價(jià)格昂貴并且運(yùn)行成本高，高效液相色譜法是一種更加普及的測定方法。由于甲萘威在水中的濃度較低，因此需要濃縮后再進(jìn)液相色譜分析。主要的前處理方法有液液萃?。↙iquid-liquid extraction，LLE）[3，4]和固相（Solid-phase extract，SPE）[2]。生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 5750.9-2006 10.1》[5]也是采用了LLE-HPLC的方法，適合于生活飲用水及其水源水中甲萘威的測定。LLE和SPE前處理方法都有耗時(shí)、消耗大量有毒試劑、精密度和準(zhǔn)確度較差的缺點(diǎn)。

本文建立了大體積進(jìn)樣—高效液相色譜法（Large-volume injection-high performance liquid chromatography，LVI-HPLC）超快速測定環(huán)境水樣中的甲萘威的方法。與國標(biāo)方法[5]和其他文獻(xiàn)相比，LVI-HPLC法具有簡單、快速、綠色、精密度高、準(zhǔn)確度高、消耗樣品量小的優(yōu)點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 儀器、試劑和材料 LC-20A型高效液相色譜，由CBM-20A系統(tǒng)控制器，2個(gè)LC-20AT泵、CTO-20AC柱溫箱、SIL-20A自動(dòng)進(jìn)樣器和SPD-20A紫外檢測器構(gòu)成。自動(dòng)進(jìn)樣器中100μL的定量環(huán)升級(jí)為2 000μL定量環(huán)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)甲萘威（1 000μg/mL）購于Accustandard 公司。色譜純甲醇、色譜純乙醇和優(yōu)級(jí)純磷酸均購于Fisher公司。實(shí)驗(yàn)用水為超純水。分析柱Gemini C18（250mm×4.6mm，5μm）和保護(hù)柱Security Guard C18（4mm×3mm）購于Phenomenex公司。玻璃纖維濾膜（0.45μm）購于Whatman公司。

1.2 色譜條件 流動(dòng)相：純化水/甲醇=2/3。流速：1.0mL/min。檢測波長：280nm。柱溫：40℃。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 移取不同體積的1 000μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制質(zhì)量濃度是0.1、0.5、1.0、5.0和10μg/mL的甲萘威標(biāo)準(zhǔn)溶液。溶劑是經(jīng)過磷酸調(diào)節(jié)為pH=3.0的純化水。

1.4 水樣的采集和分析 用磨口玻璃瓶采集樣品，于樣品中滴加磷酸調(diào)節(jié)pH為3，在4℃暗處保存。LVI-HPLC法分析水樣過程如下：水樣過0.45μm濾膜進(jìn)2.0mL進(jìn)樣小瓶中，自動(dòng)進(jìn)樣器取200μL直接分析。還用國標(biāo)方法[5]LLE-HPLC的方法分析了水樣中甲萘威，并和LVI-HPLC的方法比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法優(yōu)化 在此部分，優(yōu)化了方法中樣品溶劑和進(jìn)樣體積2個(gè)重要的參數(shù)，大家普遍認(rèn)為10～20μL是適合HPLC的進(jìn)樣量。將10μL、20μL、50μL、200μL溶劑是甲醇濃度為1μg/mL的標(biāo)樣進(jìn)液相色譜分析，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知：當(dāng)進(jìn)樣量是10μL時(shí)，色譜峰峰型對(duì)稱尖銳，定量定性準(zhǔn)確性高。當(dāng)進(jìn)樣量增加到20μL時(shí)，色譜峰仍然對(duì)稱，色譜峰有一定展寬，雖然峰面積不是10μL進(jìn)樣量時(shí)的2倍，但仍然可以用于準(zhǔn)確定性定量。當(dāng)進(jìn)樣量達(dá)到50μL時(shí)，色譜峰不對(duì)稱，色譜峰展寬，出現(xiàn)了色譜峰前伸的現(xiàn)象，不能用于準(zhǔn)確定性定量。當(dāng)進(jìn)樣量達(dá)到200μL時(shí)，色譜峰更不對(duì)稱，色譜峰展寬更嚴(yán)重，色譜峰前伸的現(xiàn)象也更嚴(yán)重。

但是上面的實(shí)驗(yàn)是以甲醇為溶劑，如果將溶劑標(biāo)準(zhǔn)樣品的溶劑換為水（pH=3）的話，會(huì)有什么結(jié)果呢？分別將10μL、20μL和2 000μL溶劑是水（pH=3）濃度為1μg/mL的標(biāo)樣進(jìn)液相色譜分析，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知：當(dāng)進(jìn)樣量位10μL時(shí)，色譜圖和1a一樣；當(dāng)進(jìn)樣量為200μL，色譜峰對(duì)稱尖銳，峰面積約是10μL時(shí)的20倍，仍然可以準(zhǔn)確的定量定性，效果遠(yuǎn)比圖1d的好。事實(shí)上，在國標(biāo)方法[5]方法中，100mL的水樣濃縮到5.0mL有機(jī)溶劑中，取10μL進(jìn)行分析，相當(dāng)于200μL的水樣進(jìn)色譜柱分析。因此，我們可以采用直接進(jìn)200μL水的策略直接分析水樣。令人驚喜的是，當(dāng)進(jìn)樣量達(dá)到2 000μL時(shí)，色譜峰仍然對(duì)稱尖銳，峰面積是進(jìn)樣量是200μL的10倍，也就意味著檢出限可以降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。

因此，在反相色譜中，溶劑是甲醇等有機(jī)溶劑時(shí)，進(jìn)樣量在10～20μL比較合適；但是，如果溶劑是水的話，進(jìn)樣量可以達(dá)到毫升級(jí)別，在本研究中，為了和國標(biāo)方法作對(duì)比，特意選取進(jìn)樣量為200μL。

2.2 方法驗(yàn)證 甲萘威在0.1～10.0μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 9。檢出限測定方法遵循《HJ 168-2010 環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》[6]，給酸化純化水水樣中加入甲萘威標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，配制成2μg/L的溶液，重復(fù)測定7次，方法檢出限是3.143倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差。經(jīng)測定方法檢出限為0.4μg/L。用LVI-HPLC分別連續(xù)分析7次0.5μg/mL和5μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，計(jì)算精密度，低濃度和高濃度標(biāo)樣的精密度分別為0.2%、0.1%。

2.3 加標(biāo)回收率 為了驗(yàn)證該方法是否適合于環(huán)境水樣中甲萘威的測定，測試了地表水、地下水和自來水的加標(biāo)回收率。準(zhǔn)確取地表水（地下水、自來水）水樣10mL于10mL容量瓶中，分別加入5μL和50μL濃度為1 000μg/mL的甲萘威標(biāo)準(zhǔn)溶液，制備得到高低2種濃度水平的加標(biāo)水樣，重復(fù)實(shí)驗(yàn)7次，計(jì)算回收率。地表水的低水平加標(biāo)回收率為97.7%，高水平加標(biāo)回收率為102.3%；地下水分別為98.1%和102.5%；自來水分別為98.3%和101.8%，證明了LVI-HPLC法適合于環(huán)境水樣中甲萘威的測定。

2.4 與其他方法的比較 將LVI-HPLC法和國標(biāo)方法[5]的進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果列在表1中。從表1可以看出，與國標(biāo)液液萃取的方法相比，LVI-HPLC法具有全面的優(yōu)勢，其檢出限更低，精密度更好。原因是LVI-HPLC的方法人為參與的過程最少，最大程度地降低了人為帶來的誤差，提高了方法的精密度，并一定程度上降低了方法的檢出限。另外，LVI還具備快速的優(yōu)點(diǎn)，僅僅需要10min，而國標(biāo)方法需要2～4h；需要的樣品量很少，僅僅需要不到1mL，而國標(biāo)方法需要100mL的樣品，樣品用量少給樣品的低溫避光保存帶來了極大的便利；LVI-HPLC是一種綠色的方法，無需進(jìn)行前處理，最大程度上減少了有毒萃取試劑的使用，而國標(biāo)需要15mL的有毒有機(jī)試劑二氯甲烷。

與其他文獻(xiàn)相比，也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，詳細(xì)信息列在表1中。除了王超等[2]采用222nm的波長檢測可以得到更低的檢出限外，與文獻(xiàn)[2，4，5]相比，LVI-HPLC法在分析速度、樣品用量、二氯甲烷用量、準(zhǔn)確度和精密度都有獨(dú)特的優(yōu)勢。而且，LVI-HPLC法可以通過增大進(jìn)樣量到2mL將檢出限降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。文獻(xiàn)[7]采用了特殊設(shè)計(jì)的超快速雙三元液相色譜系統(tǒng)，該系統(tǒng)盡管分析速度很快，檢出限也低，但是該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，儀器昂貴，并且方法的回收率和精密度略差于LVI-HPLC法。

3 結(jié)論

LVI-HPLC法是一種無需前處理的測定環(huán)境中有機(jī)污染物的分析方法，具有簡單、快速、綠色、精密度高、準(zhǔn)確度高、消耗樣品量小的特點(diǎn)，有望在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]王紹臣，張劍平.超高效液相色譜-串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜法快速測定阿特拉津、甲萘威、微囊藻毒素LR、丙烯酰胺和聯(lián)苯胺[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2016，41（10）：111-113.

[2]王超，高海鵬，李婷，等.固相萃取/超高壓液相色譜測定水中痕量呋喃丹、甲萘威及阿特拉津[J].分析測試學(xué)報(bào)，2012，31（12）：1567-1571.

[3]周海軍，團(tuán)良，李亮，等.液液萃取-高效液相色譜法同時(shí)測定飲用水中阿特拉津與甲萘威[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2012，37（9）：128-130.

[4]林瑤.飲用水中甲萘威、呋喃丹殘留量的高效液相色譜法測定[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2011，21（10）：2389-2390.

[5]GB/T 5750.9-2006 10.1 甲萘威 高壓液相色譜法-紫外檢測器[S].

[6]HJ 168-2010 環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則[S].

[7]王恩智，楊新磊，葉明立，等.在線柱濃縮-超高效液相色譜法測定水體中的痕量甲萘威和呋喃丹[J].色譜，2011，29（11）：1141-1144. （責(zé)編：張宏民）