GC/MS 法快速分析魚塘水中的硫丹

徐仿敏，李海波，劉凌云

（1.江蘇省江陰市公安局，江蘇 江陰 214400；2.江蘇省常州市公安局，江蘇 常州 213000）

硫丹(Endosulfan，En)是一種非內(nèi)吸性高毒有機(jī)氯類殺蟲、殺螨劑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，因此利用它來自殺、投毒或者誤食的案件也時(shí)有發(fā)生。由于它對魚具有高毒性，以至于經(jīng)常被一些不法分子用來毒害魚塘中的魚，造成大量經(jīng)濟(jì)損失。然而一般情況下魚塘的面積都比較大，水中硫丹的濃度很低，這就給提取檢驗(yàn)帶來了一定的困難。目前常用的預(yù)處理方法有液液萃取法[1]、固相萃取法[2-3]等，常用的檢測方法有GC-ECD[1]、GC-EI-MS[2]、GC-NCI-MS[3]等。但是這些預(yù)處理方法都需要提取大量的魚塘水，同時(shí)液液萃取法還需要使用大量的有機(jī)溶劑，不光耗時(shí)長、操作繁瑣，而且會造成環(huán)境污染，而固相萃取法需要使用固相萃取柱進(jìn)行大體積萃取，操作時(shí)間長，經(jīng)濟(jì)成本高。為此，需要建立一種簡單、快速、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的方法來分析魚塘水中的硫丹農(nóng)藥。本文主要研究了一種新型的分離富集方法-分散液液微萃取，使用該方法對魚塘水中硫丹農(nóng)藥進(jìn)行預(yù)處理，對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化選擇，用GC-MS 進(jìn)行分析檢測。最終建立一個(gè)簡單、快速、高效的分析方法應(yīng)用到魚塘投毒案件中硫丹的分析檢測。

1 材料與方法

1.1 試 劑

硫丹（α+β）、甲醇（美國Sigma 公司）；四氯化碳、氯苯、四氯乙烯、SKF525A（百靈威公司)；丙酮、乙腈（上海中試化工總公司）。

1.2 儀 器

Varian Saturn2200 GC/MS/MS；臺式離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠）；移液器；分析天平。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液

硫丹（α+β）配置成1mg/mL 的硫丹甲醇溶液，置于-10℃冰箱中保存。

1.4 GC/MS 分析條件

1.4.1 色譜條件 色譜柱：VF-5ms（30m×0.25mm ID DF=0.25）；柱溫：初始溫度120℃，保持1min，10℃/min 升至260℃，保持2min，20℃/min 升至280℃，保持2min；載氣：He；流速：1.0ml/min；進(jìn)樣口溫度：280℃；進(jìn)樣量2μL，分流比20: 1。

1.4.2 質(zhì)譜條件 離子阱溫度：150℃；歧管溫度：45℃；傳輸線溫度：220℃；溶劑延遲：3.3min；掃描范圍：50amu～450amu；EI 電壓：70ev。

1.5 方 法

1.5.1 分散液液微萃取的操作方法 在尖底離心試管中，加入一定體積的魚塘水，然后快速加入適量的分散劑和萃取劑，形成一個(gè)乳濁液體系，室溫放置片刻后離心，提取離心試管底部的沉積相，進(jìn)樣檢測。

1.5.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 取硫丹標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/mL），分 別 配 成5μg/mL，10μg/mL，20μg/mL，50μg/mL，80μg/mL 的系列溶液，直接進(jìn)樣，以硫丹的峰面積（硫丹α 和硫丹β 面積之和）為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2 結(jié)果與討論

在分散液液微萃取過程中，分散劑和萃取劑的種類、用量，萃取時(shí)間等都需要進(jìn)行優(yōu)化選擇，實(shí)驗(yàn)中使用硫丹濃度為0.08μg/mL 的魚塘水，按照1.5 的方法提取沉積相揮干定溶后進(jìn)樣檢測，計(jì)算回收率進(jìn)行考察優(yōu)化。

2.1 分散劑和萃取劑的選擇

在分散液液微萃取中，要求分散劑既要能與樣品溶液互溶，同時(shí)還要與萃取劑互溶，萃取劑的要求是密度必須比水大。本實(shí)驗(yàn)分別選擇了甲醇、丙酮、乙腈作為分散劑，選擇氯苯、四氯化碳、四氯乙烯作為萃取劑，以回收率來選擇最優(yōu)的分散劑和萃取劑。表1 為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以看出，當(dāng)分散劑選擇丙酮，萃取劑選擇四氯乙烯的時(shí)候，回收率能達(dá)到最好，故本實(shí)驗(yàn)分別選擇丙酮和四氯乙烯作為分散劑和萃取劑。

2.2 分散劑的用量

分散劑丙酮的體積直接影響“水-丙酮-四氯乙烯乳濁液”體系的形成，導(dǎo)致萃取劑在水中的分散程度發(fā)生改變而影響萃取效率。本實(shí)驗(yàn)考察了丙酮體積（0.5、1.0、1.5 和2.0 mL）對萃取效率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2 可以得出，回收率先隨丙酮體積的增加而增加，在1.0 mL 時(shí)達(dá)到最大值，而后又隨丙酮體積的增加而減小。這是因?yàn)樵诒w積小的情況下，萃取劑不能均勻的分散在水相中，回收率較低；隨著丙酮體積的增大，回收率逐漸增大，但是丙酮體積繼續(xù)增大時(shí)，會使得硫丹在水中的溶解度增大，回收率降低，所以選擇丙 酮體積為1.0mL。

2.3 萃取劑的用量

四氯乙烯的用量直接影響著沉積相的多少，從而影響萃取效率。本實(shí)驗(yàn)考察了四氯乙烯體積（10μL、15μL、20μL、25μL）對沉積相以及回收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

由表3 可以看出，隨著四氯乙烯體積的增加，沉積相的體積也隨之增大，但是回收率卻在增大到一定量的時(shí)候出現(xiàn)下降趨勢，故本實(shí)驗(yàn)選取四氯乙烯的用量為20μL。

2.4 萃取時(shí)間考察

分散液液微萃取是一個(gè)快速萃取過程，由于需要快速加入分散劑和萃取劑，整個(gè)溶液體系快速形成乳濁液，萃取劑被分散在整個(gè)溶液中，很快達(dá)到萃取平衡。本實(shí)驗(yàn)分別選擇0.5、2、5、30min 的萃取時(shí)間進(jìn)行考察，來選擇最優(yōu)的萃取時(shí)間。

由表4 可以看出，隨著萃取時(shí)間的增加，萃取能迅速達(dá)到平衡，隨后隨著時(shí)間的繼續(xù)增加，萃取效果基本保持不變，為此，本實(shí)驗(yàn)選擇的萃取時(shí)間為2min。

表1 不同分散劑和萃取劑的回收率Table 1 Recovery with different disperser and extraction solvents

表2 不同體積分散劑的回收率Table 2 Recovery with different volume of disperser solvent

表3 不同體積萃取劑的回收率Table 3 Recovery with different volume of extraction solvent

表4 不同萃取時(shí)間的回收率Table 4 Recovery for different extraction time

2.5 方法評價(jià)

2.5.1 工作曲線 用空白魚塘水分別配置硫丹濃度為0.02μg/mL、0.04μg/mL、0.08μg/mL、0.12μg/mL、0.20μg/mL 的工作液，在上述各溶液中分別加入SKF525A 作為內(nèi)標(biāo)，使用優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件，按照1.5的方法操作后，直接進(jìn)樣檢測。以硫丹的峰面積（硫丹α 和硫丹β 面積之和）與內(nèi)標(biāo)峰面積之比為縱坐標(biāo)，濃度為橫坐標(biāo)繪制工作曲線。得出線性回歸方程：y = 5.9954x - 00184，相關(guān)系數(shù)r = 0.9990，線性范圍：0.02～0.20μg/mL。

2.5.2 魚塘水中硫丹的檢出限和定量限 取空白魚塘水按照優(yōu)化的條件進(jìn)行分析，測定硫丹色譜峰處的基線噪音強(qiáng)度，然后在空白魚塘水中添加比預(yù)計(jì)檢測限略高的硫丹進(jìn)行分析，測定色譜峰高，再根據(jù)色譜峰高與濃度成正比計(jì)算色譜峰高相當(dāng)于噪音強(qiáng)度3倍和10 倍的硫丹濃度。即為檢出限和定量限。經(jīng)測定魚塘水中硫丹的檢出限為0.005μg/mL，定量限為0.017μg/mL。

2.5.3 回收率、準(zhǔn)確度和精密度的考察 取空白魚塘水7 份2 組，分別加入適量的硫丹，按照計(jì)算工作曲線的方法進(jìn)行操作，并根據(jù)工作曲線計(jì)算硫丹的測值，測值與添加值之比為回收率，平行測定3 次，計(jì)算得出回收率的平均值為95.53% ±1.48%（n = 7）。

2.6 案例應(yīng)用

2014 年2 月7 日，江蘇省某市某魚塘內(nèi)發(fā)現(xiàn)幾千斤魚死亡，損失幾萬余元。為查明原因，提取魚塘水500mL，送來檢驗(yàn)。按照優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件，取送檢的魚塘水進(jìn)行提取檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)，魚塘水中檢出硫丹成分，其含量為87ng/mL。

本文采用的分散液液微萃取方法與傳統(tǒng)的預(yù)處理方法相比具有操作簡單、快捷、高效、經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，該方法對魚塘水中硫丹的提取效果令人滿意，回收率達(dá)到90%以上，為該預(yù)處理方法在刑事技術(shù)其他毒物分析中的應(yīng)用提供一個(gè)參考方向。

[1] 胡恩宇，楊麗莉，母應(yīng)鋒，等. 氣相色譜法測定地表水中17 種有機(jī)氯農(nóng)藥[J]. 現(xiàn)代科學(xué)儀器，2010(2)：83-86.

[2] 謝增瑞，龐立新，程相華，等. 固相萃取GC/MS 法對水溶液中硫丹的檢驗(yàn)[C]. 中國有機(jī)質(zhì)譜學(xué)第十二屆全國學(xué)術(shù)大會論文集，2013(24).

[3] 張?jiān)品澹我?，姚伊人，? 魚塘中投放硫丹致魚死亡1 例[J]. 刑事技術(shù)，2013(3)：66-67.