固相萃取技術(shù)在環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法開發(fā)中的應(yīng)用探討

周萌

摘 要 固相萃取技術(shù)在檢測(cè)分析環(huán)境水質(zhì)中痕量有機(jī)污染物方面非常適用。本文以環(huán)境水樣中的硝基苯類化合物為例，探討怎樣運(yùn)用固相萃取技術(shù)構(gòu)建一個(gè)實(shí)用、方便的環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析方法。

關(guān)鍵詞 固相萃取技術(shù)；環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

中圖分類號(hào) X8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）17-0067-02

固相萃?。⊿PE）是一種試樣預(yù)處理技術(shù)，該技術(shù)以液固分離萃取為其基礎(chǔ)與核心，由兩種技術(shù)結(jié)合而得，其一為柱液相色譜，其二則為液固萃取。在環(huán)境水樣中，被測(cè)物一般有著比較低的濃度，背景干擾大，因此，利用固相萃取技術(shù)，能夠使水樣中痕量被測(cè)組分盡快富集，使分析方法相應(yīng)檢測(cè)限大幅降低，最終推動(dòng)整個(gè)檢測(cè)靈敏度的有效性提升。

1 固相萃取柱的選擇

1.1 固相萃取構(gòu)型的選擇

SPE從本質(zhì)上來(lái)講，可劃分為兩種構(gòu)型，其一為固相萃取盤，其二則為固相萃取柱。對(duì)于典型固相萃取柱來(lái)講，其柱容積一般為1mL～6mL，填料粒徑多為40μm，填料質(zhì)量為0.1g～2g，在柱的兩端位置，配置有塑料篩板或是多孔的金屬。此種配置具有易裝填、價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但也有其缺點(diǎn)：通過(guò)液流時(shí)，會(huì)出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，使傳質(zhì)效率大幅降低。因此，在固相萃取過(guò)程中，不能有過(guò)大的加樣流速，不然，會(huì)大大降低效率，使得回收率較低。固相萃取盤通常由吸附樹脂加入少許聚四氟乙烯壓制而成，或由較細(xì)粒徑的鍵合硅膠制成，其厚度通常維持在0.5mm～1mm。

1.2 固相萃取吸附劑的選擇

在方法建立過(guò)程中，究竟應(yīng)該選擇哪種吸附劑固定相，通常情況下，需考慮兩大因素，其一為樣品提取溶液的基體，也就是溶劑，其二為目標(biāo)化合物的性質(zhì)。在實(shí)際開展固相萃取過(guò)程中，在選擇固定相時(shí)，應(yīng)盡量選擇與被分析物相應(yīng)極性比較相似的。然后結(jié)合固相萃取具體的分離方式與模式，進(jìn)行細(xì)致劃分，即正、反相固相萃取等。而對(duì)于反相固相萃取而言，其乃是當(dāng)前應(yīng)用最為普遍且效果相對(duì)較佳的固相萃取方法；從本質(zhì)層面來(lái)考量，此方法以具有突出疏水性、非極性特征的固定相為基礎(chǔ)，從極性樣品溶液當(dāng)中，以萃取的方式獲得弱極性的分析物，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行深入的定量萃取分析，然后運(yùn)用少許有機(jī)溶劑，從固定相上將分析物洗脫下來(lái)，然后實(shí)施測(cè)定。最為常用的是C18鍵合硅

膠等。

2 固相萃取方法的建立

2.1 預(yù)處理固相萃取柱

通過(guò)預(yù)處理固相萃取柱，除了能夠?qū)⒏絼┊?dāng)中的雜質(zhì)去除，達(dá)到減少污染的目的之外，還能讓吸附劑更加滿足實(shí)際需要，即溶劑化，如此一來(lái)，在實(shí)際加樣吸附操作過(guò)程中，樣品溶液便可以更為深入、更加緊密的吸附劑表面呈接觸狀態(tài)，使整個(gè)測(cè)定工作更具重復(fù)性，獲得大的穿透體積以及較高的萃取效率。在進(jìn)行固定相活化時(shí)，通常情況下，會(huì)用到兩種溶劑，分別為固定相溶劑化與凈化固定相，但無(wú)論何種溶劑，對(duì)于其所具有的強(qiáng)度而言，都需要一致于樣品溶液相應(yīng)強(qiáng)度，如果過(guò)強(qiáng)，那么會(huì)具有較低的回收率。通常，每100mg固定相的溶劑用量為1mL～2mL。比如用C18鍵合硅膠柱對(duì)水中的硝基苯類化合物，在對(duì)其實(shí)施萃取時(shí)，采用更加適合的二氯甲烷（5mL），然后經(jīng)SPE柱，對(duì)其實(shí)施活化處理，針對(duì)C18長(zhǎng)鏈來(lái)講，如若其沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理，通常情況下，其呈現(xiàn)姿態(tài)為卷曲狀，而對(duì)于處理之后的C18長(zhǎng)鏈而言，其長(zhǎng)鏈以刷狀而呈現(xiàn)；在實(shí)際處理過(guò)程中，若選用的是二氯甲烷，那么需要進(jìn)行的工序便是將其抽干處理，然后用甲醇，通過(guò)SPE柱，置換二氯甲烷，最后，用水經(jīng)柱子，便可實(shí)現(xiàn)甲醇的相應(yīng)替換操作，在此過(guò)程中，需確保樣品水溶液穩(wěn)態(tài)，這能夠較好地提升整體的萃取

效率。

2.2 上樣

1）上樣溶劑。為最大程度避免分析物的流失，在上樣過(guò)程中，需選用較弱的溶劑，若過(guò)強(qiáng)，那么分析物就會(huì)保留的比較低，如此一來(lái)，便會(huì)影響到穿透體積，使其變得非常小，整個(gè)回收率也會(huì)隨之而大幅降低。如果被分析水樣中有著比較多的強(qiáng)溶劑含量，那么可選用弱溶劑稀釋上樣。針對(duì)部分化合物而言，通過(guò)加入少許的有機(jī)改性劑，便能實(shí)現(xiàn)回收率的提升。比如利用C18對(duì)水樣中的硝基苯類進(jìn)行萃取：將適量甲醇加入到1L加標(biāo)水樣當(dāng)中，進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，最終結(jié)果得知，沒(méi)有加甲醇的水樣，有著稍低的回收率，而加入有0.5‰～1.0‰甲醛的水樣，回收率有一定增加，當(dāng)添加量大于2‰時(shí)，回收率不會(huì)隨之上升，而是下降。究其原因，主要因?yàn)樵谒畼又屑尤氡容^少的甲醇，可以增加硝基苯類化合物相應(yīng)吸附率，在此影響下，對(duì)于容器壁相應(yīng)殘留而言，則會(huì)隨之而減少；如果甲醇的添加量比較多，那么過(guò)多的甲醇會(huì)對(duì)吸附的硝基苯進(jìn)行相應(yīng)解析，使得整體回收率大幅降低。甲醇添加量控制在每升水5.0mL～10.0mL

為宜。

2）上樣體積。在對(duì)高濃度水樣進(jìn)行分析時(shí)，上樣體積小為宜。在對(duì)低濃度水樣進(jìn)行分析時(shí)，為最大化降低檢出限，需將大體積水樣當(dāng)中的待測(cè)物富集起來(lái)，而當(dāng)初富集于吸附劑上的化合物，由此影響，便會(huì)被洗脫，因此會(huì)大幅降低整體回收率。對(duì)此，在選取試樣的量時(shí)，可以依據(jù)實(shí)際情況，以試樣穿透體積前的最大量為依據(jù)與參考，與之對(duì)等。在實(shí)際操作中，由于有著各種類型與種類的化合物，因此，如若填料用量不同，填料種類也存在差異，在此狀況下，保留因子受上述影響同樣會(huì)存在差異，從而出現(xiàn)不同的穿透體積。比如以硝基苯類化合物為例，當(dāng)對(duì)其穿透體積實(shí)施系統(tǒng)化測(cè)定時(shí)，選用濃縮系列體積持續(xù)增大的相應(yīng)被分析物的溶液，分別經(jīng)GDX502柱、ODS-C18柱（均為500mg），然后依據(jù)實(shí)際情況與需要，以被吸附分析物為對(duì)象，對(duì)其實(shí)施洗脫處理，完成操作后，測(cè)定最終的回收率。分別選擇如下上樣體積，即2.0L、0.5L、1.5L與1.0L，然后分別將硝基苯類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（20μg）加入到各上樣體積當(dāng)中，分別對(duì)其回收率進(jìn)行系統(tǒng)化測(cè)定。最終得知，其中回收率最高的是0.5L，而大于85%有3種，分別為0.5、1.0與1.5L，而2.0L則降低了10%。由此得知，無(wú)論是GDX502柱，還是ODS-C18柱，對(duì)硝基苯類各化合物相應(yīng)穿透體積均達(dá)1.5L。

2.3 分析物的洗脫與收集

運(yùn)用淋洗溶劑，對(duì)固相萃取柱上所吸附的相應(yīng)被分析物實(shí)施洗脫操作，并進(jìn)行收集與測(cè)定，此外，盡量保留萃取柱中的干擾物質(zhì)。在此操作中，選用洗脫溶劑時(shí)，要做到強(qiáng)度適當(dāng)，此點(diǎn)尤為重要。若過(guò)小，則不能較為有效地實(shí)現(xiàn)待測(cè)組分的理想化洗脫；若過(guò)高，那么會(huì)造成不必要干擾物質(zhì)也隨之而洗脫。為使最終的洗脫液干凈，可選比較弱的溶劑，用大溶劑體積洗脫分析物，然后運(yùn)用氮吹進(jìn)行濃縮，最后實(shí)施系統(tǒng)化的色譜分析。比如基于FID檢測(cè)器自身特點(diǎn)，以及淋洗溶劑所持有的相應(yīng)極性特征，在挑選所需要的洗脫溶劑時(shí)，運(yùn)用二氯甲烷，對(duì)ODS-C18柱進(jìn)行洗脫，然后進(jìn)行全面性測(cè)定，最終得知，其回收率超過(guò)了85%。如果選用ECD檢測(cè)器，通過(guò)運(yùn)用100：0；90：10；50：10；10：50（V/V）配比的正己烷/丙酮溶劑，來(lái)淋洗富集濃度與體積相同的模擬水樣的Oasis HLB柱，比較回收率得知，90：10V正己烷/丙酮溶劑具有較好效果。

3 結(jié)論

綜上所述，在檢測(cè)、分析環(huán)境水質(zhì)有機(jī)污染物方面，盡管當(dāng)前已有許多應(yīng)用技術(shù)，但從總體上來(lái)看，固相萃取技術(shù)效果更為突出，應(yīng)用前景也更為廣闊，但在固相萃取方法實(shí)際建立時(shí)，需注重被分析物與試樣基體的性質(zhì)，對(duì)有多種選擇的固定相，經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出最佳選擇，從而得出最為實(shí)用、方便的固相萃取方法。

參考文獻(xiàn)

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