基于ABS塑料管為保護裝置的S-LPME-HPLC測定水體中有機磷農(nóng)藥

焦琳娟

（韶關(guān)學院化學與環(huán)境工程學院，廣東 韶關(guān)512005）

基于ABS塑料管為保護裝置的S-LPME-HPLC測定水體中有機磷農(nóng)藥

焦琳娟

（韶關(guān)學院化學與環(huán)境工程學院，廣東 韶關(guān)512005）

摘要：用多孔的ABS塑料管水平放置的方式保護靜態(tài)液相微萃取的一滴溶劑，并由此建立了靜態(tài)液相微萃取與高效液相色譜聯(lián)用測定水體中甲基對硫磷和對硫磷的分析方法.考察了萃取溶劑、萃取溶劑體積、萃取時間以及攪拌速度對液相微萃取的影響，并對HPLC操作條件進行了優(yōu)化.該方法對2種有機磷農(nóng)藥的線性范圍均為0.05～1.00 μg·L-1，相關(guān)系數(shù)R為0.999 3～0.999 5，回收率為95.2%～102%，相對標準偏差（n=7）3.5%～6.8%,檢出限（3S/N）0.01 μg·L-1.結(jié)果表明：用該方法測定水體中有機磷農(nóng)藥殘留是可行的.

關(guān)鍵詞：靜態(tài)液相微萃取；高效液相色譜；有機磷農(nóng)藥；水體；保護裝置

有機磷農(nóng)藥殘留的分析多采用氣相色譜法(GC)，但熱不穩(wěn)定、強極性或易于吸附在氣相色譜柱上的有機磷農(nóng)藥不適合采用氣相色譜法分析.高效液相色譜法(HPLC)適用于幾乎所有有機磷農(nóng)藥殘留的分析，其適用范圍較氣相色譜法廣，重復性好、靈敏度高.歐洲某些國家已采用HPLC為有機磷農(nóng)藥殘留的常規(guī)分析方法.水體中有機磷農(nóng)藥的含量很低，通常只有μg·L-1級，無法用HPLC直接測定.液液萃取法（LLE）是傳統(tǒng)的預處理方法，但操作繁瑣、費時，易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，同時需要大量的有機溶劑，對環(huán)境造成污染.固相微萃取（SPME）技術(shù)已被廣泛應用于農(nóng)藥殘留的分析［1］，但固相微萃取的萃取頭價格昂貴、易碎、易裂.液相微萃?。↙PME）因其消耗有機溶劑極少，且具有快速、簡便等優(yōu)點，被應用于水樣、環(huán)境和生物等樣品中痕量、超痕量物質(zhì)的分析［2］.

LPME分為靜態(tài)液相微萃?。―-LPME）和動態(tài)液相微萃?。⊿-LPME）兩種［3-4］.傳統(tǒng)的靜態(tài)液相微萃取是利用懸掛在微量進樣器針頭上的一滴溶劑進行萃取，由于這一滴溶劑易脫落或漂移，導致實驗失敗，目前改進的方法是在微量進樣器的針頭上套上一個保護裝置如中空纖維［5］或聚四氟乙烯環(huán)［6］，然后將有機溶劑打入保護裝置中進行萃取.中空纖維和聚四氟乙烯環(huán)在普通實驗室是比較少見的，這就大大阻礙了普通實驗室對液相微萃取的研究.本文首次提出利用多孔的ABS塑料管為保護裝置進行液相微萃取，并建立了S-LPME-HPLC聯(lián)用快速、準確分析水體中甲基對硫磷和對硫磷的分析方法.

1　試驗部分

1.1儀器與試劑

LC-20A高效液相色譜儀（配PDA檢測器，日本島津公司）；KQ32OOB超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）.

甲醇、乙腈、正己烷、甲苯均為色譜純；甲基對硫磷、對硫磷標準溶液的濃度均為100 mg·mL-1（購自農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護科研監(jiān)測所）；1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（購自上海成捷化學有限公司）純度為97%.

實驗用水為二次蒸餾水，ABS塑料管為處理過的中性筆筆芯.

1.2色譜條件

EclipseXDB-C18色譜柱（4.6 mm×150 mm×5.0 μm）；乙腈/水（70/30）；流速0.9 mL·min-1；檢測波長275 nm；柱溫40℃.

1.3樣品處理

水樣過0.45 μm濾膜后冷藏備用.

1.4靜態(tài)液相微萃取方法

用微量進樣針吸入一定量萃取劑，然后把它插入裝有水溶液的10 mL萃取瓶中，套上一定長度的多孔ABS塑料管（見圖1），按下進樣針推動桿將有機溶劑推入ABS塑料管內(nèi)，在一定的攪拌速度和溫度下萃取30 min后，拉動進樣針推動桿將有機溶劑全部吸入注射器內(nèi)，然后進行HPLC分析.

圖1　靜態(tài)液相微萃取裝置圖

2　結(jié)果與討論

2.1靜態(tài)液相微萃取保護裝置的改進

本實驗力求從常用的材料中篩選出可以保護一滴溶劑，并且又能達到一定實驗效果的保護裝置.經(jīng)過反復多次的對比實驗，發(fā)現(xiàn)ABS塑料管水平放置的方式進行萃取，可以獲得一定的實驗效果.同時，進一步探討了表面無孔和表面上被均勻地鉆出多個直徑約為0.5 mm孔的兩種ABS塑料管的實驗效果.結(jié)果表明：后者的萃取效果明顯由于前者，這是因為多孔的ABS塑料管增大了有機萃取劑與水溶液的接觸面積.

2.2靜態(tài)液相微萃取條件的優(yōu)化

2.2.1萃取溶劑的選擇：選擇萃取溶劑必須滿足“相似相溶原理”，并且溶劑峰與目標峰要完全分離.筆者選擇正己烷，甲苯，離子液體（1-辛基-3-甲基咪哇六氟磷酸鹽）作為萃取溶劑，考察其萃取效果.結(jié)果表明：在優(yōu)化的色譜條件下，甲苯峰形較差，并且會干擾甲基對硫磷的準確測定；1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的粘性非常大，增加了微量進樣針排氣泡的難度，同時進樣后色譜柱壓力過大，嚴重影響色譜柱的壽命；正己烷克服了甲苯和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的上述缺點，且萃取效果較好.所以選擇正己烷為最佳萃取溶劑.

2.2.2萃取溶劑用量的選擇：考察了5、10、15、20、25、30、35 μL正己烷對萃取效果的影響.從圖2可知，兩個目標物的峰面積隨著正己烷體積的增大而增加，當液滴為25 μL時達到最大值，繼而開始降低.因此選擇25 μL作為最佳萃取溶劑體積.

2.2.3攪拌速度的選擇：樣品溶液進行攪拌能加快水相與有機相間萃取平衡的建立，提高萃取效果，縮短萃取時間.但是攪拌速度過快,會破壞萃取溶劑的穩(wěn)定性，降低萃取效果.本實驗考察了一檔、二檔、三檔、四檔、五檔和六檔攪拌速度對萃取效果的影響.結(jié)果表明：攪拌速度控制在第五檔時，甲基對硫磷和對硫磷的峰面積都達到最大.因此，本實驗最佳攪拌速度控制在第五檔.

2.2.4萃取時間的選擇：選取5、10、15、20、25、30、35 min 7個水平，研究萃取量與萃取時間的關(guān)系.結(jié)果如圖3所示，在室溫條件下，萃取30 min時，甲基對硫磷和對硫磷的峰面積都達到最大，隨后峰面積下降.這是因為較長的萃取時間會造成萃取劑在水樣中的溶解量增大，從而降低萃取效果.所以，最佳萃取時間選為30 min.

2.3 HPLC操作條件的選擇

2.3.1流動相的選擇：考察了甲醇/水、乙腈/水兩種不同體系的流動相，發(fā)現(xiàn)采用乙腈/水體系時基體干擾小、柱壓小.進一步研究發(fā)現(xiàn)隨著乙腈含量的增加，甲基對硫磷和對硫磷的分離度逐漸降低；當乙腈∶水(V／V) =70∶30時，兩組份得到很好的分離，且分析耗時短.因此，本實驗的最佳流動相組成為70/30的乙腈/水體系.

圖2　溶劑體積的影響　

圖3　萃取時間的影響

2.3.2流速的選擇：選取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mL·min-16個不同的流速進行研究，結(jié)果表明：流動相為70/30的乙腈/水，流速控制在0.9 mL·min-1時，甲基對硫磷和對硫磷峰形對稱，分離度達到最佳，色譜圖見圖4.按出峰順序依次為：甲基對硫磷4.815 min,對硫磷6.748 min.

圖4　甲基對硫磷和對硫磷混合標準溶液色譜圖

2.4線性范圍和檢出限

用二次蒸餾水將有機磷混合標樣逐級稀釋為0.05～1.00 μg·L-1范圍內(nèi)的標準溶液，在優(yōu)化后的液相微萃取和色譜條件下進行萃取、測定.以峰面積Y為縱坐標，質(zhì)量分數(shù)X(μg·L-1)為橫坐標繪制線性回歸方程,檢出限按S/N=3估算，結(jié)果見表1.

2.5樣品空白測定

分別準確移取10 mL按1.3處理好的自來水、韶關(guān)學院東湖水和西湖水樣品，在優(yōu)化條件下進行液相微萃取和高效液相色譜測定.根據(jù)平行測定7次數(shù)據(jù)表明：西湖水中只測得對硫磷為0.06 μg·L-1，其余水樣中均未檢出目標物.

表1　線性范圍與檢出限

2.6準確度和精密度

在上述選定的實驗條件下，向自來水、東湖水和西湖水中分別按0.40 μg·L-1和0.80 μg·L-1準確添加有機磷混合標樣進行回收率實驗.方法的回收率和相對標準偏差（RSD）結(jié)果見表2，西湖水中對硫磷的回收率已扣除空白值.

表2　回收率與相對標準偏差（n=7）*

3　結(jié)論

采用多孔的ABS塑料管水平放置保護一滴溶劑進行液相微萃取，聯(lián)合高效液相色譜測定水體中的有機磷農(nóng)藥，得到了較滿意的結(jié)果.在優(yōu)化的實驗條件下，甲基對硫磷、對硫磷的線性范圍在0.05～1.00μg·L-1，相關(guān)系數(shù)R在0.999 3～0.999 5，回收率為95.2%～102%，相對標準偏差為3.5%～6.8%,檢出限為0.01μg·L-1.

參考文獻：

［1］王艷麗,周陽.固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法測定水中痕量有機磷和阿特拉津農(nóng)藥［J］.中國環(huán)境檢測,2013,29（1）：112-115.

［2］王金成,金進,熊力,等.微萃取技術(shù)在環(huán)境分析中的應用［J］.色譜,2010,28（1）：1-13.

［3］常青,沈先濤,王佳,等.液相微萃取-氣相色譜法測定水樣中微量酚類污染［J］.理化檢驗-化學分冊,2009,45（1）:91-93.

［4］焦琳娟.超聲提取-動態(tài)液相微萃取-氣相色譜法測定土豆中有機磷農(nóng)藥［J］.理化檢驗-化學分冊,2012,48（11）:1289-1291.

［5］劉科強,盧文文,丁健樺,等.中空纖維兩相液相微萃取技術(shù)應用于芝麻中共軛亞油酸的測定［J］.分析測試學報,2013,32（7）: 877-881.

［6］謝洪學,何麗君,伍艷,等.基于離子液體的液相微萃取-高效液相色譜法測定水中有機磷農(nóng)藥［J］.分析化學研究報告,2007,35 （2）:187-190.

（責任編輯：顏志森）

中圖分類號：O657.72

文獻標識碼：A

文章編號：1007-5348（2015）02-0025-04

［收稿日期］2014-03-36

［作者簡介］焦琳娟（1970-），女，安徽巢湖人，韶關(guān)學院化學與環(huán)境工程學院副教授；研究方向：農(nóng)藥殘留分析.

Determination of Organo-Phosphorous Pesticides in Water Samples Using S-LPME-HPLC with an ABS Plastic Pipe as a Protective Device

JIAO Lin-juan
（College of Chemistry and Environmental Engineering,Shaoguan University, Shaoguan 512005,Guangdong,China）

Abstract:In this experiment,a perforated ABS plastic pipe was used horizontally to protect a drop of solvent in Static Liquid Phase Micro-extraction,and a new method for the determination of two organo-phosphorous pesticides(methylparathion and parathion)in water samples has been developed using static liquid-phase microextraction and High Performance Liquid chromatography.Experimental conditions that affected the liquid-phase micro-extraction such as extraction solvents,solvent volumes,extraction times and mixing speed were optimized. And the operational conditions of HPLC were optimized.The linear ranges were all from 0.05 μg·L-1to 1.00 μg·L-1.The relative cofficient is from 0.999 3 to 0.999 5.The recoveries were between 95.2%and 102%. Relative standard deviations ranged from 3.5%to 6.8%.The detection limits were all 0.01 μg·L-1.This method can be used to effectively determine the residue of Organo-Phosphorous Pesticides.

Key words:static liquid phase micro-extraction;high performance liquid chromatography;organo-phosphorous pesticides;water；protective device