固相萃取-液相色譜法測定環(huán)境水樣中酰胺類化合物

羅青青 牛禾 嚴朝朝 章心怡 袁繼委 余彬彬

（1. 臺州學院 醫(yī)藥化工與材料工程學院， 浙江 臺州 318000; ???2. 臺州市環(huán)境監(jiān)測中心站，浙江 臺州 318000）

摘 ?????要：建立了超高效液相色譜法測定環(huán)境水樣中甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N， N-二甲基甲酰胺（DMF）和N， N-二甲基乙酰胺（DMAC）等酰胺類化合物含量的方法。環(huán)境水樣經(jīng)活性炭固相萃取柱富集凈化，上樣1.0～50.0 mL，用3.0 mL 乙腈洗脫，洗脫液經(jīng)過濃縮、溶劑置換后進行色譜分析。采用Athena C₁₈-WP液相色譜柱，選擇乙腈：水 （5∶95，V/V） 為流動相，設定流速為1.0 mL/min，柱溫為30 ℃，紫外檢測波長為195 nm。實驗考察了固相萃取柱種類、樣品上樣量、洗脫溶劑用量、淋洗溶劑用量等對分析結果的影響。5種酰胺類化合物在最終優(yōu)化條件下能在15 min 內(nèi)實現(xiàn)分離，在0.4～10.0 mg/L 范圍內(nèi)呈良好線性關系（相關系數(shù)大于0.99），檢出限為2×10^-4～0.02 mg/L，方法加標回收率81.6%～100.6%，精密度為0.37%～0.94%。本方法操作簡便、快速準確，可同時測定環(huán)境水樣中的酰胺類化合物。

關 ?鍵 ?詞：超高效液相色譜法;固相萃取;酰胺類化合物;環(huán)境水樣

中圖分類號：O652.63 ??????文獻標識碼：?A ??????文章編號： 1671-0460（2020）03-0741-04

Determination of Amides in Environmental Water Samples by

Solid Phase Extraction-Liquid Chromatography

LUO?Qing-qing¹， NIU?He²， YAN?Zhao-zhao¹， ZHANG?Xin-yi¹， YUAN?Ji-wei²， YU?Bin-bin^1*

（1. School of Pharmaceutical and Materials Engineering，Taizhou University， Zhejiang?Taizhou 318000， China;

2. Taizhou Environmental Monitoring Center， Zhejiang?Taizhou 318000， China）

Abstract： A method for the determination of formamide（FM）， N-methylformamide?（NMF）， N-methylacetamide?（NMAC）， N，N-dimethylformamide（DMF） and N，N-dimethylacetamide （DMAC）in environmental water samples by ultra performance liquid chromatography was established. A cartridge containing carbon black was used for enrichment and cleanup of environmental water by solid phase extraction?（SPE）. The sample loaded was 1.0～50.0 mL， and?then eluted with 3.0 mL acetonitrile， the elution was injected and analyzed by HPLC after concentration and solvent exchange. Athena C18-WP column and mobile phase of acetonitrile：water （5∶95，V/V） were used. The flow rate was 1.0 mL/min， the column temperature was 30 °C， and the UV detection wavelength was 195 nm. The effects?of the type of solid phase extraction column， the amount of sample loading， rinsing solvent?and?elution solvent?on the analysis result?were?investigated. The results showed that， five amide compounds were?determined within 15 min under the optimized conditions. The calibration curves were linear in range of 0.4～10.0 mg/L with correlation coefficients of 0.99. The detectable concentration?（LOD） was?2×10^-4～0.02 mg/L， and the average recoveries were 81.6%～100.6%， with the precision of 0.37%～0.94%. The method is simple， rapid and accurate， and can simultaneously determine amide compounds in environmental water samples.

Key words： ?HPLC; ?solid phase extraction; ?amide; ?environmental water sample

酰胺類化合物在纖維、制藥、染料、合成革和制衣等行業(yè)中應用廣泛，可隨工業(yè)廢水排出進入水體環(huán)境中，從而對人體造成一定的毒害作用。這類化合物可經(jīng)皮膚、呼吸道和消化道吸收，對人體心臟、肝臟、血管和神經(jīng)等系統(tǒng)產(chǎn)生危害^[1]，影響著人體健康和對環(huán)境的污染，因此環(huán)境中的酰胺類化合物日益受到廣泛關注。而國內(nèi)目前缺少酰胺類化合物的相關水質檢測標準和標準限值要求，關聯(lián)較大的有環(huán)境空氣和廢氣中的酰胺類化合物的測定^[2]，規(guī)定了甲酰胺、N， N-二甲基甲酰胺、N， N-二甲基乙酰胺和丙烯酰胺的測定方法。

研究報道中測定水中酰胺類物質的常見的分析檢測方法有氣相色譜法^[3-6]、氣相色譜-質譜法（GC-MS）^[7]、紫外分光光度法^[8]、高效液相色譜-質譜法^[9-11]以及高效液相色譜法^[12-15]等。由于酰胺類化合物的水溶性很強，而氣相色譜儀不能進水相，需要復雜的衍生化處理后再用有機溶劑提取，過程繁瑣復雜，而且成本相對較高，靈敏度也比較低。采用紫外分光光度法的缺點是易受硝酸鹽等雜質的干擾，而且紫外分光光度法只能測定酰胺類化合物的總量，不能實現(xiàn)不同物質的同時檢測與定量。高效液相色譜-質譜法由于價格昂貴，較難普及應用。相比而言，高效液相色譜法具有快速簡便、高效準確等特點，能較好地測定出酰胺類化合物。因此本文建立了固相萃取-高效液相色譜法測定環(huán)境水樣中甲酰胺（FM）、N-甲基甲酰胺（NMF）、N-甲基乙酰胺（NMAC）、N， N-二甲基甲酰胺（DMF）和N， N-二甲基乙酰胺（DMAC）等五種酰胺類化合物的方法，優(yōu)化前處理方法，采集地表水樣、工業(yè)廢水和河道水樣進行檢測分析，為相關項目的檢測分析和相關標準的建立提供參考方法。

1 ?實驗部分

1.1 ?實驗儀器及試劑

儀器：UHPLC超高效液相色譜儀（美國熱電公司， Ultimate-3000），配紫外檢測器;天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司，ME-204），精度為0.000 1 g;親水PTFE針式濾器（圣貝諾上海醫(yī)療用品有限公司），13 mm×0. 22 μm;固相萃取裝置 （北京萊伯泰科儀器股份有限公司）;HLB 固相萃取柱（0.5 g/6 mL，美國waters公司OASIS系列），活性炭固相萃取柱（0.5 g/6 mL，天津博納艾杰爾科技有限公司）（Cleanert-SPE： ND5006），活性炭（Cat.No. 01875-96，關東化學株式會社），聚苯乙烯/二乙烯苯（PEP-2）固相萃取柱（0.5 g/6 mL，天津博納艾杰爾科技有限公司）;N-EVAP-24氮吹儀（Organomation）;色譜柱： Athena C18-WP液相色譜柱（上海安譜科學儀器有限公司，4. 6 mm×250 mm×5 μm）。

試劑：乙腈（流動相，HPLC級，上海安譜科學儀器有限公司），F(xiàn)M、NMF、NMAC、DMF和DMAC 5種標準品（含量>99.0%，分析純，五種試劑均購自國藥集團化學試劑有限公司）。

1.2 ?色譜條件

流動相：乙腈/水（5∶95，V/V）;流速：1.0 mL /min;檢測波長：195 nm;柱溫：30 ℃;進樣體積：10 μL。

1.3 ?標準曲線的制作

分別準確稱取MF 0.126 9 g，NMF?0.101 0 g，NMAC?0.094 3 g，DMF 0.097 8 g，DMAC 0.096 6 g，置于25 mL容量瓶中，加超純水定容至刻度，作為標準儲備溶液，再吸取上述標準儲備溶液1.0 mL于10 mL容量瓶中，則可得到稀釋10倍的標準中間溶液，靜置備用。

1.4 ?樣品前處理的方法

考慮到環(huán)境樣品中可能含有復雜的物質成分會干擾目標化合物的測定，采取固相萃取的方法先去除水樣中的疏水性有機雜質。先用乙腈活化固相萃取小柱5 min，再用超純水平衡5 min，隨后上樣操作，這里將甲酰胺和其他4種物質進行不同的上樣量，甲酰胺上樣量1.0 mL，其他4種物質上樣量50 mL，用0.5 mL的純水進行淋洗，待液體全部流完，最后用3.0 mL 乙腈進行洗脫，洗脫液經(jīng)0.22 μm PTFE濾膜過濾，氮吹濃縮至約0.1 mL，用純水置換乙腈定容至1.0 mL后上機進行色譜分析。

在固相萃取小柱的選擇上，比較了三種類型的固相填料對酰胺類化合物的回收率，包括HLB、PEP、活性炭三種，其中活性炭除使用商品化購買的類型，還進行了自行手動填充的比較。

2 ?結果與討論

2.1 ?SPE 條件的優(yōu)化

2.1.1 ?SPE 萃取小柱的選擇

本實驗選用了不同的4種萃取小柱，分別有手動填充活性炭、商品化的活性炭SPE萃取小柱、HLB小柱和PEP-2小柱，選用3.0 mg/L的加標液，上樣1.0 mL，考察固相萃取小柱的吸附效率。從圖1可以看出，使用商品化的活性炭SPE萃取小柱中5種酰胺類化合物的回收率比其他3種萃取小柱高，效率最好。實驗過程中由于手動填充活性炭SPE小柱在淋洗的時候會有部分活性炭被洗脫下來，目標物不被吸附，導致回收率比較低。因此本實驗選擇商品化的活性炭SPE萃取柱。

2.1.2 ?SPE 淋洗溶劑的用量

本研究考察了不同淋洗劑用量的回收效率，選用濃度為3.0 mg/L 的標準溶液，分別用0.5 mL和1.0 mL的純水淋洗，結果表明淋洗劑純水的用量為0.5 mL的回收率較好，主要是目標物甲酰胺會隨著水的淋洗而被洗脫下來，導致回收率較低，因此選用0.5 mL用量的純水作為淋洗劑。

2.1.3 ?SPE 洗脫溶劑的用量

本文選擇乙腈作為SPE萃取小柱的洗脫溶劑，根據(jù)上述實驗結果，使用濃度為3.0 mg/L 的標準溶液進行測試，考察洗脫溶劑不同用量的洗脫效率。結果如圖2所示，乙腈用量為1.0 mL時洗脫效率最低，在40.5%～68.6%之間，當溶劑用量為2.0 mL洗脫效率提高到53.5%～80.6%，而用量增加到3.0 mL洗脫效率最高，為88.9%～100.8%。繼續(xù)增加洗脫溶液2.0 mL，將這2.0 mL的洗脫液上機測定，結果表明后面增加的2.0 mL洗脫液中無目標物檢出。因此，本研究選用3.0 mL的乙腈作為SPE 的洗脫溶劑。

2.1.4 ?上樣量考察

分別取濃度為3.0、0.3、0.24、0.12 mg/L的標準溶液，上樣1.0、10.0、25.0、50.0 mL，考察SPE的上樣體積的影響，結果如圖3 所示。從圖3可得，上樣體積越大，甲酰胺在固相萃取柱上保留的效率越低，表明在上樣過程就被洗脫下來。說明當上樣體積增大后，甲酰胺在萃取柱內(nèi)不能較好地保留，上樣量為1.0 mL時甲酰胺回收率最高，為95.0%，上樣體積為50 mL時，回收率降到45.6%。但其他4種化合物在上樣體積為從1.0 mL增加50 mL時回收率的范圍為91.5%～99.3%，說明上樣體積的變化不會對這四種物質在活性炭上的吸附有明顯影響?？紤]到實際水樣中酰胺類濃度可能較低。本文對于不同目標物采取不同的上樣量：甲酰胺采用1.0 mL的上樣量;其他4種物質采用上樣量為50.0 mL進行固相萃取實驗。

2.2 ?標準曲線繪制

分別吸取1.3節(jié)中的標準中間溶液1、2、4、6、8、10、16、20 μL配成混合標準溶液系列濃度梯度，用純水定容至濃度分別為0.5、1、2、3、4、5、8、10 mg/L。

以保留時間定性，標準色譜圖見圖4，各種物質都能較好地分離，5種物質之間各不干擾。以濃度為橫坐標，測得峰面積為縱坐標繪制標準曲線，5種物質線性關系良好，相關系數(shù)r為0.998 7～0.999 8，具體數(shù)據(jù)見表1。

色譜峰： 1-甲酰胺（FM）; 2-N-甲基甲酰胺（NMF）; 3-N-甲基乙酰胺（NMAC）; 4-N，N-二甲基甲酰胺（DMF）; 5-N，N-二甲基乙酰胺（DMAC）

2.3 ?方法檢出限、回收率和精密度

配置濃度為檢出限3～5倍的標準試液，按照1.4節(jié)的方法進行處理，樣品平行測定7次，計算標準偏差S，根據(jù)MDL=S×t（在99% 置信區(qū)間，t₆= 3.143）計算方法檢出限。

結果顯示，甲酰胺的方法檢出限（LOD）為0.02 mg/L，其余4種化合物的方法檢出限均為2×10^-4?mg/L，具體見表2。

配置0.016～0.16 mg/L的3種不同水平的水溶液（甲酰胺濃度為0.8～8.0 mg/L），按照1.4節(jié)的方法進行精密度實驗測試，每個濃度平行測定6次，方法平均回收率和精密度測定結果見表2。

從表2可知，5種酰胺類化合物的加標平均回收率在81.6%～100.6%之間，相對標準偏差（RSD）在0.37%～6.60%之間，說明該方法測得的數(shù)據(jù)準確可靠，具有可行性。

2.4 ?實際樣品測試

為了驗證方法的實用性，分別采集了3種不同環(huán)境的水樣，包括地表水、臺州市某化工廠廢水以及臺州市某河道水，按照方法進行測定，測定結果見表3，被測的臺州市某地表水和臺州市某河道水均未檢出目標化合物，而化工廠廢水含有一定濃度的N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基甲酰胺的含量為0.069 mg/L。

3 ?結 論

本文對酰胺類化合物的固相萃取條件進行了優(yōu)化，采用固相萃取小柱預先凈化，流動相乙腈∶水 （5∶95，V/V），流速為1.0 mL/min，柱溫：30 ℃，檢測波長在195 nm 條件下測定環(huán)境水樣中的甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、DMF和DMAC5種物質在同一色譜分析條件下能夠完全分離，互不干擾，峰型較好，檢出限為2×10^-4～0.02 mg/L。該HPLC方法具有靈敏快速、操作簡便、準確度和精密度高等特點，適用于廢水、河道水等環(huán)境水樣中酰胺類化合物含量的測定。

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