超短柱氣相色譜與原子吸收聯(lián)用技術(shù)的優(yōu)化及其在甲基汞形態(tài)分析中的應(yīng)用

【摘要】目的：探討超短柱氣相色譜與原子吸收聯(lián)用技術(shù)的優(yōu)化及其在甲基汞形態(tài)分析中的應(yīng)用。方法：在聯(lián)機(jī)后對(duì)AAS測(cè)定汞參數(shù)和GC-PA氣相色譜儀的分離條件進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果：對(duì)原子吸收的測(cè)定和氣相色譜的分離條件進(jìn)行了改進(jìn)，將一甲基汞和二甲基汞的分離和測(cè)定時(shí)間縮短至4min，二甲汞和氯化甲基汞的檢出限分別為0.06ng和0.09ng(以汞計(jì))。結(jié)論：采用優(yōu)化的超短柱氣相色譜與原子吸收連用技術(shù)分析人體血液中甲基汞，其分析速度明顯提高，選擇性和靈敏度都有所增強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】超短柱氣相色譜；原子吸收聯(lián)用；甲基汞形態(tài)分析

【中圖分類號(hào)】R-0【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1671-8801（2014）06-0385-02

生物和環(huán)境受金屬或類金屬的影響會(huì)隨其金屬形態(tài)不同而發(fā)生變化[1]。在現(xiàn)代生物學(xué)和環(huán)境學(xué)研究中，為了更好地掌握化合物的毒性。遷移規(guī)律以及賦存狀態(tài)，不僅需要對(duì)金屬元素的總量進(jìn)行測(cè)定，還需要進(jìn)行形態(tài)分析。隨著生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，形態(tài)分析逐漸被分析化學(xué)所重視，且已成為了近年來分析化學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)和重要分支。色譜-原子吸收聯(lián)用技術(shù)具有特效靈敏和高選擇性的特點(diǎn)，是進(jìn)行金屬化學(xué)形態(tài)分析的重要手段。

1材料與方法

1.1試劑和儀器

試劑：甲苯標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為1g/L，采用日本和光株式會(huì)社的一甲基汞和二甲基汞（光譜純）配制而成；采用石英雙蒸水作為所用水；國(guó)產(chǎn)分析純采用無水Na2SO4、Na2S2O3、KBr和CuSO4；E.Merk公司所產(chǎn)的硝酸和鹽酸（超純）。

儀器：快速記錄儀（R 100A型）；配有電熱石英爐原子化器的原子吸收光譜儀（Zeeman 5000型）；日本島津產(chǎn)GC-9A型氣相色譜儀色譜柱按照60~80的粒度，使用濃度3%的Carbowax20M對(duì)Chromosorb W/AW載體進(jìn)行噴涂，其中載體已經(jīng)DMCS（二氯二甲基硅烷）進(jìn)行硅烷化。

1.2試驗(yàn)條件和方法

1.2.1條件

①連接線條件：采用聚四氟乙烯管（其兩端具有金屬接口）連接原子化器和色譜柱的出口，使用外用電阻絲將溫度加熱并維持在150℃左右。②原子吸收光譜儀：狹縫0.7nm，波長(zhǎng)253.7nm，氘燈扣背景，燈電流3mA。③色譜儀：采用程序升溫，速度保持在每分鐘40℃，使柱溫在60℃~160℃；載氣采用高純氬氣，流速每分鐘70mL；進(jìn)樣口的溫度為190℃。

1.2.2實(shí)驗(yàn)方法

采用合適的接口將AAS與GC聯(lián)機(jī)后，優(yōu)化AAS測(cè)定汞的參數(shù)和GC的分離條件，對(duì)含氯化甲基汞和二甲基汞的溶液進(jìn)行采樣，一甲基汞、二甲基汞、溶劑峰可在4min內(nèi)分離并測(cè)定，在分析含汞工人血液的甲基汞形態(tài)時(shí)可采用聯(lián)用技術(shù)。取樣品40ml，用二甲苯6ml萃取兩次，將水相棄去，將0.5mlNa2S2O3乙醇-水溶液(濃度為0.05mol/L)加入有機(jī)相中反萃取兩次，再將1mol/L 的KB0.5ml r和1mol/L的CuSO40.5ml 加入水相中，等待10min，用100uL苯把甲基汞萃入有機(jī)相，15Ll進(jìn)樣對(duì)一甲基汞進(jìn)行測(cè)定。采用3ml靜脈血樣品，對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理將血漿和血清進(jìn)行分層并檢測(cè)。將1mol/L的鹽酸溶液45ml加入血漿和血清中，浸提10min，將100ul二甲苯加入所取的5ml樣品中，對(duì)Me2Hg進(jìn)行直接萃取，取25ul進(jìn)樣d對(duì)二甲基汞進(jìn)行測(cè)定。

2結(jié)果和討論

2.1自制T型管石英管原子化器

本實(shí)驗(yàn)采用自行設(shè)計(jì)的T型石英管原子化器，其內(nèi)徑為0.7cm，管長(zhǎng)18cm。由于內(nèi)徑較小，所以增加了原子化后汞的密度；并且由于管長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)，增加了原子化后汞的滯留時(shí)間，這對(duì)靈敏度的提高有重要作用。

2.2儀器連接技術(shù)

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)移線如采用石英管則容易發(fā)生破碎，若采用不銹鋼管又會(huì)對(duì)汞產(chǎn)生吸附，聚四氟乙烯管克服了這些缺陷，其操作簡(jiǎn)便，且在200℃時(shí)具有良好的性能。聚四氟乙烯管簡(jiǎn)便實(shí)用，而且易于拉制出內(nèi)徑均勻的細(xì)管，通過實(shí)驗(yàn)了解到，要想提高靈敏度可以通過減小轉(zhuǎn)移線的內(nèi)徑實(shí)現(xiàn)，正因?yàn)槿绱藢?shí)驗(yàn)中選擇聚四氟乙烯管作為內(nèi)管，采用玻璃管進(jìn)行外層保護(hù)，最外層的溫度控制可以采用保溫材料或通過外加電阻絲維持。

2.3實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

2.3.1色譜柱

相較于其他幾種常見的固定，只有Carbowax20M同時(shí)對(duì)MeHgCl和Me2Hg擁有較高的靈敏度。所以采用濃度3%的Carbowax20M對(duì)載體進(jìn)行噴涂，其中載體已經(jīng)DMCS（二氯二甲基硅烷）進(jìn)行硅烷化。玻璃柱安裝前需先用DMCS進(jìn)行處理，以使表面的硅羥基活性點(diǎn)消失。在確保分離度的基礎(chǔ)上，選擇0.5m的短柱，具有分析時(shí)間短且靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。

2.3.2載氣流速

載氣流速對(duì)Me2Hg的影響較小，因?yàn)槠錁O性弱，惰性強(qiáng)，僅僅在載氣流速變大后，汞在原子化器中的靈敏度有所下降，停留時(shí)間變短；而載氣流速對(duì)MeHgCl的影響較大，兩種物質(zhì)的揮發(fā)性和極性是決定流速和峰高重要因素，因此本文實(shí)驗(yàn)選擇每分鐘70mL作為載氣最佳流速。

2.3.3柱溫

色譜柱分離效率受柱溫的影響很大，在原子化溫度下MeHgCl和Me2Hg較易分離，然而溶劑峰同Me2Hg的保留時(shí)間相當(dāng)，所以選擇程序升溫對(duì)兩者進(jìn)行分離。

2.3.4原子化溫度

原子化效率受原子化溫度的直接影響，進(jìn)而使原子吸收的效率受到影響。原子化溫度太高時(shí)，原子的氧化和電離加劇，溫度過低有機(jī)汞化合物得不到完全原子化，這都會(huì)使靈敏度降低。本文選擇400℃~900℃作為實(shí)驗(yàn)范圍，最后得出溫度在680℃~800e℃之間時(shí)靈敏度最高，而同時(shí)考慮到原子化爐在溫度過高時(shí)其使用壽命會(huì)變短，故將溫度控制在700℃左右。

2.3.5回歸方程與檢出限

采用校正工作曲線對(duì)MeHgCl和Me2Hg樣本進(jìn)行定量，這樣得到的回歸方程可以避免基質(zhì)的干擾，其方程見表1，MeHgCl和Me2Hg的檢出限分別為0.09ng和0.06ng。

2.3.6重現(xiàn)性與回收率

將一定量的甲基汞加入到樣品中，進(jìn)行重現(xiàn)性和回收率實(shí)驗(yàn)，一甲基汞和二甲基汞的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.14%和4.61%，回收率分別為94%~100%和86%。

表1 樣品校正工作曲線

樣品 MeHgCl Me2Hg

相關(guān)系數(shù)回歸方程相關(guān)系數(shù)回歸方程

血漿

血清0.999

0.999Y=0.022+2.51X

Y=0.071+3.44X0.9954

0.999Y=-0.023+0.72X

Y=-0.027+0.85X

參考文獻(xiàn)：

[1]張德榮，卿素華，陳以彬，等．金屬毒理學(xué)手冊(cè)[M]．成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1985：382．

[2]黃永亮．色譜-原子吸收光譜聯(lián)用技術(shù)的現(xiàn)狀與應(yīng)用前景分析[J]．科教前沿，2011（21）．