固相萃取-高效液相色譜法測定水中呋喃丹含量的不確定度評定*

王曉楠 潘獻(xiàn)輝 郝軍 劉昱

(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津 300192)

呋喃丹是一種高毒氨基甲酸酯類殺蟲劑，由于它被廣泛應(yīng)用于糧食作物，致使環(huán)境水體、食物、作物及動(dòng)物飼料中可能含有痕量呋喃丹殘留物，嚴(yán)重威脅人類的健康安全[1, 2]。目前，呋喃丹的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法為柱后衍生高效液相色譜熒光檢測法，如GB/T 5750-2006[3]中采用的液-液萃取-柱后衍生高效液相色譜熒光法，NY/T 761-2008[4]中采用的固相萃取-柱后衍生高效液相色譜熒光法。液-液萃取前處理方式需要消耗大量超純?nèi)軇?，而固相萃取具有溶劑耗用量少、高效快速、基體干擾小、回收率高的特點(diǎn)，故逐漸代替液-液萃取進(jìn)行樣品前處理；此外，柱后衍生高效液相色譜熒光法，不僅需要增加衍生裝置，而且操作繁瑣。為此筆者建立固相萃取-高效液相色譜熒光法檢測水中呋喃丹，并對檢測結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評定，以期為簡單、快速、準(zhǔn)確測定水體中呋喃丹農(nóng)殘新標(biāo)準(zhǔn)方法的推廣提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：Agilent 1200 RRLC型，配有Agilent 12位固相萃取裝置，Agilent C18固相萃取小柱(500 mg / 3 mL)，美國Agilent公司；

呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[GBW(E)060225]：純度為96.4%，中國計(jì)量科學(xué)研究院；

甲醇和四氫呋喃：色譜純；

呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)儲備液：200.0 mg/L，稱取呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)品0.010 0 g，用甲醇準(zhǔn)確定容至50 mL，于4 ℃冰箱中保存。

1.2 測量步驟

(1)固相萃取

分別用5.0 mL甲醇、5.0 mL超純水浸潤和淋洗C18固相萃取小柱，活化備用。取200 mL水樣，以3 mL/min經(jīng)C18固相萃取小柱富集后，用5.0 mL四氫呋喃淋洗C18固相萃取小柱，并收集洗脫液。

(2)濃縮

在35℃條件下，將上述洗脫液用氬氣吹至近干后，用甲醇定容至1.0 mL，按色譜條件進(jìn)行分析。

1.3 儀器分析條件

色譜柱：Eclipse XDB C18柱(150 mm× 4.6 mm, 5 μm)，流動(dòng)相:甲醇-水(體積比為1∶1)，流量為1.0 mL/min；進(jìn)樣量：6.0 μL；柱溫：35 ℃；熒光檢測器激發(fā)波長：285 nm；發(fā)射波長：320 nm；外標(biāo)法定量。

1.4 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)測量方法建立樣品中呋喃丹含量的數(shù)學(xué)模型，如式(1)：

(1)

式中：cx——樣品中呋喃丹含量，mg /L；

c0——標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的濃度，mg /L；

Ax——樣品溶液的峰面積；

V2——樣品稀釋液總體積，mL；

A0——標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積；

V1——樣品取樣量，mL；

fr——回收率校正因子。

2 不確定度來源分析

從上述測量過程和數(shù)學(xué)模型可以看出，固相萃取-高效液相色譜法測定水中呋喃丹含量的不確定

度主要來源于以下幾個(gè)方面：標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、樣品取樣、樣品濃縮、重復(fù)性測量以及制樣過程。

3 不確定度評定

3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度

配制呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)工作溶液時(shí)，先準(zhǔn)確稱取0.010 0 g呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇準(zhǔn)確定容至50 mL。再移取標(biāo)準(zhǔn)儲備液12.5 mL于25 mL容量瓶中，用甲醇配制成100 mg/L的呋喃丹使用液。用移液管移取一定量使用液于10 mL容量瓶中，用甲醇逐級稀釋配成濃度分別為50.0、10.0、5.0、1.0、0.5、0.1、0.05 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后待測，則:

(2)

式中：V移2、V移4——量取體積，分別為12.5、5 mL(或2 mL)；

V容1、V容3、V容5——定容體積，分別為50、25、10 mL。

由上述公式和不確定度傳播律導(dǎo)出：

(3)

(1) 呋喃丹質(zhì)量引入的不確定度

(2) 定容引入的不確定度

(3) 標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋引入的不確定度

將各項(xiàng)不確定度數(shù)值代入式(3)計(jì)算得：

3.2 樣品取樣引入的不確定度

urel(V1)=2×0.033/200=0.000 33

3.3 樣品濃縮引入的不確定度

(1) 樣品濃縮后定容體積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

1.0 mL刻度試管的允許誤差估計(jì)為0.007 mL，假定為三角形分布，由校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：樣品濃縮后定容體積的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

(2) 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度

校準(zhǔn)曲線取7個(gè)濃度點(diǎn)，每個(gè)濃度點(diǎn)分別測定2次，得到相應(yīng)峰面積，用最小二乘法進(jìn)行擬合，得到直線方程和其相關(guān)系數(shù)，結(jié)果列于表1。

表1 呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=3.018X-0.1639，r= 0.999 9。

樣品濃縮液定容后的濃度通過擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線確定，由標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按下式計(jì)算：

(4)

(5)

式中：s(y)——擬合直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差;

b——標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；

p——一個(gè)試樣平行測量次數(shù)；

n——擬合直線的數(shù)據(jù)對總數(shù)；

y——一個(gè)試樣平行測量P次響應(yīng)值的平均值；

ci——一個(gè)試樣平行測量P次結(jié)果的平均值；

y-yfi——輸入量為xi時(shí)，儀器響應(yīng)值與擬合直線上對應(yīng)的響應(yīng)值之差。

在本測量中，n=7,p=2。試樣測量響應(yīng)值y1=2.528,y2=2.520。利用擬合直線計(jì)算得到精制濃縮液定容后濃度：c1=0.94 mg /L；把相關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式，計(jì)算得到s(y)=0.028，由標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u(c1)=s(c1)=0.012 mg/L。其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u(c1)/c1=0.012/0.94=0.01 2。

因此樣品濃縮引入的相對不確定度：

3.4 重復(fù)性引入的不確定度

(1)對標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行7次重復(fù)測量，得色譜峰面積(A0)為1.345、1.466、1.466、1.466、1.345、1.345、1.345，平均值為1.397。經(jīng)計(jì)算得s(x)=0.065,則u(A0)/A0=s(x)/A0=0.047。

(2)樣品溶液7次重復(fù)測量的峰面積(Ax)為8.890、8.754、8.972、8.754、8.754、8.972、8.972，平均值為8.867。經(jīng)計(jì)算s(x)=0.11，則u(Ax)/Ax=s(x)/Ax=0.012。

重復(fù)性引入的相對不確定度為：

3.5 制樣過程引入的不確定度

3.6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

因各不確定度分量相互獨(dú)立，故試樣中呋喃丹含量cx的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

經(jīng)計(jì)算水樣中呋喃丹的濃度為0.03 mg/L,則：

u(cx)=0.071×0.03=0.002 2 (mg/L)

3.7 擴(kuò)展不確定度與結(jié)果表示

取包含因子k=2，置信水平約為95%，則擴(kuò)展不確定度為U(cx)=ku(cx)=0.004 4 mg/L，檢測結(jié)果表示為(0.03±0.004 4)mg/L，(k=2)。

[1] Petropoulou S S E, Gikas E, Tsarbopoulos A, et al. Gas chromatographic-tandem mass spectrometric method for the quantitation of carbofuran, carbaryl and their main metabolites in applicators' urine[J]. Journal of Chromatography A,2006,1108(1):99-110.

[2] Chen J B, Zhao W J, Liu W, et al. Cloud point extraction coupled with derivative of carbofuran as a preconcentration step prior to HPLC[J]. Food Chemistry,2009,115(3):1 038-1 041.

[3] GB/T 5750-2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法[S].

[4] NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定[S].