漩渦輔助液液微萃取氣相色譜法測定鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的研究①

(1. 漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品與生物工程系, 福建 漳州 363000; 2. 農(nóng)產(chǎn)品深加工及安全福建省高校應(yīng)用技術(shù)工程中心, 福建 漳州 363000)

0 引 言

鄰苯二甲酸酯(PAEs)廣泛應(yīng)用在增塑劑產(chǎn)品中，特別是在玩具、個人護理用品、包裝材料等產(chǎn)品中普遍使用。PAEs的結(jié)合方式十分巧妙，它與基體是依靠分子間范德華力等方式去進行結(jié)合。然而隨著基體的老化， PAEs容易遷移到環(huán)境或生物體內(nèi)，因而會廣泛存在于水體中，以至造成水污染[1]。研究表明，PAEs具有一定的危害性，甚至可能產(chǎn)生致畸致癌、生殖危害等方面的問題[2]。作為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原料，PAEs的使用量不斷增加，隨之出現(xiàn)的污染問題也開始加大。因此，世界上各個國家對PAEs的使用都十分關(guān)注，比如美國把DOP、DHP、DMP等六種PAEs作為重要管控的有毒污染物；在我國，DEP、DMP、DOP等三種PAEs也已經(jīng)列為管控的環(huán)境污染物[3]。因此，對水樣中PAEs進行快速、靈敏的檢測具有重要意義。

由于PAEs類物質(zhì)在水樣中的含量較低，所以預(yù)處理必不可少，比較常見的有液-液萃取法[4]、液相微萃取法[5]、固相萃取法[6]等。在檢測方法上，以氣相色譜法[7]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[8]、液相色譜法[9]等為主。實驗采用旋渦輔助液液微萃取(VALLME)進行預(yù)處理，旋渦輔助代替人工萃取操作相對簡單，既節(jié)省時間又使得萃取效果更好，再結(jié)合氣相色譜法進行檢測，實驗表明，方法具有簡單快速靈敏等特點。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

7890B氣相色譜儀(FID檢測器，美國Agilent科技有限公司)；HP-5毛細管色譜柱(30m×0.320mm×0.25μm，美國Agilent科技有限公司)；XH-B型漩渦混合器(江蘇康健醫(yī)療用品有限公司)；具塞尖頂螺旋塑料帽玻璃離心管(10mL)；80-2離心機(上海手術(shù)器械廠)。用丙酮將1mL 1000 μg/mL PAE稀釋成10mL 100 μg/mL的PAEs混合標準溶液置于4 ℃冷藏，同理取1mL 100 μg/mL的PAEs混合標準溶液稀釋成10mL 10μg/mL的PAEs混合標準溶液，同樣置于4 ℃條件下冷藏。實驗用水均為蒸餾水；二氯甲烷(色譜純)，其他試劑(分析純)。

1.2 色譜參數(shù)

進樣口溫度：280 ℃；無分流進樣；柱箱溫度：40 ℃(4.0 min)→ 20 ℃/min →300℃(8 min)；檢測器溫度：300 ℃；載氣：高純N2(99. 999 %)，流量1 mL/min 。H2：30 mL/min，空氣：400 mL/min。

1.3 VALLME步驟

往10 mL錐形離心管中準確加入4.00 mL PAEs混合標準溶液或者水樣，再準確加入100 μL二氯甲烷，通過漩渦混合器經(jīng)旋渦輔助萃取20 s后，放入離心機在轉(zhuǎn)數(shù)2500 r/min下離心5 min，最后取1.00μL二氯甲烷進樣分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 VALLME分離鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的色譜圖

根據(jù)上述實驗方法，分析鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)，分析結(jié)果色譜圖見圖1。

圖1 VALLME氣相色譜法測定PAEs標準水溶液色譜圖

2.2 萃取條件的優(yōu)化選擇

為了獲得鄰苯二甲酸酯類中六種主要物質(zhì)的最佳實驗條件和實驗環(huán)境，實驗室詳細研究了萃取劑的種類和用量、旋渦輔助萃取時間和鹽濃度的環(huán)境。

2.2.1 萃取劑種類的優(yōu)化

鄰苯二甲酸酯一般采用有機溶劑作為其萃取劑，經(jīng)過初步探討和篩選，實驗采用氯苯、二氯甲烷、三氯甲烷作為萃取劑的備選試劑，在其他實驗條件和環(huán)境一樣的情況下根據(jù)鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)中六種主要物質(zhì)的峰面積進行比對選出最佳萃取劑，由實驗結(jié)果可得出，雖然對于DHP的萃取效果氯苯最佳，但整體來看，二氯甲烷的萃取效果明顯優(yōu)于另外兩種有機溶劑，故選用二氯甲烷做為本實驗的萃取劑。優(yōu)化結(jié)果如圖2所示：

2.2.2 萃取劑用量的優(yōu)化

經(jīng)過萃取劑種類的優(yōu)化得出二氯甲烷是一種比較好的萃取劑，因此，在其他實驗條件和環(huán)境一樣的情況下分別選用100 μL、120 μL、150 μL、180 μL、200 μL二氯甲烷進行萃取。實驗結(jié)果表明，二氯甲烷的用量為100μL時，效果最佳，當用量大于100μL，萃取效率將降低。由于是痕量分析，在萃取劑用量為100 μL時，萃取后樣品的取用十分不穩(wěn)定，用已有設(shè)備很難取出，故最小量只優(yōu)化到100 μL，有可能隨著量的減小萃取效果會還有提高。

圖2 不同萃取劑對萃取效率的影響

其他萃取條件：萃取劑用量：150 μL;

旋渦時間：30s；鹽濃度：0 % NaCl，

體積4 mL; 離心時間：5 min

圖3 礦泉泉水樣(a)和加標樣(b)的色譜圖

圖4 桶裝水樣(a)和加標樣(b)的色譜圖

2.2.3 旋渦時間的優(yōu)化

經(jīng)過前兩步的優(yōu)化得出100 μL二氯甲烷是最佳的萃取劑及其用量，因此，在其他實驗條件和環(huán)境一樣的情況下分別經(jīng)過20 s、30 s、50 s、80 s的旋渦時間進行萃取，旋渦輔助萃取是一種較為簡便的方式，故時間越短效果越好是最好的，由于低于20 s的旋渦輔助沒有起到萃取作用，所以只做到20 s，根據(jù)鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)中六種主要物質(zhì)的峰面積進行比對得出旋渦輔助萃取的最佳時間的確是20 s，雖然到了80 s萃取效果有提高，但提高不大，且浪費時間，故旋渦輔助的最佳時間選用20 s。

2.2.4 鹽濃度的優(yōu)化

經(jīng)過前三步優(yōu)化得出100 μL二氯甲烷在20s的旋渦輔助下是最佳的萃取條件，因此，在其他實驗條件和環(huán)境一樣的情況下分別采用4 mL 0 % 、5 %、15 % 、20 % NaCl溶液作為萃取環(huán)境，根據(jù)鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)中六種主要物質(zhì)的峰面積進行比對選出萃取的最佳鹽濃度環(huán)境。雖然對于鹽濃度的增加萃取效果有些許提高，但依然低于無鹽濃度環(huán)境的萃取效果，且無鹽濃度環(huán)境更加簡便節(jié)約，故最佳萃取環(huán)境的鹽濃度為0。

2.3 標準曲線的繪制

準確配置一系列濃度的混合標準溶液，固定上述最佳實驗條件和環(huán)境，按照上述實驗方法和操作，每個樣品平行測定3～5次，在最佳條件和環(huán)境下，萃取離心后各取1.00μL進行GC進樣分析。根據(jù)GC分析結(jié)果，繪制本方法的標準曲線，相關(guān)情況如表1所示。由實驗結(jié)果可見，四苯物回歸方程的相關(guān)系數(shù)大于0.9967；檢出限為0.02 μg/L。表明本研究方法的穩(wěn)定性良好，靈敏度較高。

表1 標準曲線的繪制

注：方程中濃度x的單位為μg/L，y為色譜峰面積。

2.4 實際水樣測定分析

實測水樣分別取自市場所售某知名品牌礦泉水和桶裝飲用水。加標回收率的實驗將水樣取4 mL分別加入四支離心試管中，其中三支離心試管加入2μL濃度為10 μg/L的的PAEs混合標準溶液，接著再向四支試管中分別加入100 μL的二氯甲烷萃取劑。旋渦輔助20 s后，離心5 min(轉(zhuǎn)數(shù)2500 r/min)。進樣后所得色譜圖見圖3、4，分析結(jié)果如表2所示。

表2 實際水樣測定的結(jié)果(n=6)

ND：未檢出

3 結(jié) 論

建立了測定水樣中鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的新方法。實驗發(fā)現(xiàn)，以100μL的二氯甲烷作為萃取劑，在鹽的濃度為0 %、旋渦輔助萃取20 s的條件下，整體效果最佳。對實際樣品進行檢測分析，結(jié)果表明，兩種水樣中基本不含鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)，相對標準偏差RSD≤15.5%，回收率為87.1-105.4%。實驗證明,利用漩渦輔助萃取應(yīng)用于水樣當中鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的測定，其靈敏度較高，穩(wěn)定性較好，可應(yīng)用于實際的分析檢測當中。