固相萃取/氣質(zhì)聯(lián)用法測定水中乙草胺的方法探討

鄧智友， 王建蓉， 周智勇， 胥 川， 蔡雨含， 馬 懿

(四川省城市供排水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)綿陽監(jiān)測站， 四川 綿陽 621000)

乙草胺(Acetochor)是一種選擇性芽前酰胺類除草劑，廣泛應(yīng)用于花生、玉米等豆類植物，但由于乙草胺及其代謝產(chǎn)物醌亞胺具有致癌作用且容易殘留，已被美國國家環(huán)境保護(hù)局(USEPA)定為B-2類致癌物[1-2]。乙草胺會經(jīng)過雨水、灌溉等方式進(jìn)入水體從而造成水體污染，目前國內(nèi)外農(nóng)業(yè)以及水質(zhì)檢測方面對乙草胺的檢測方法報道較少，因此有必要建立一種快速可靠檢測乙草胺的方法。

1 方法原理

水樣中乙草胺被Waters Oasis HLB固相萃取小柱富集吸附，依次用不同溶劑洗脫，洗脫液經(jīng)濃縮后用氣相色譜毛細(xì)柱分離，然后進(jìn)入質(zhì)譜儀檢測。通過目標(biāo)組分的質(zhì)譜圖和保留時間與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)譜圖和保留時間作對照進(jìn)行定性，目標(biāo)組分定量離子的響應(yīng)值大小與濃度成正比，以此進(jìn)行水中有機(jī)化合物的定量。

2 實驗部分

2.1 實驗儀器與試劑

2.1.1 實驗儀器

氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)儀：帶自動進(jìn)樣器的Agilent 7890A GC-5975C MS，配工作站；固相萃取儀Supelco VISIPREP DL；無油真空泵Lab Tech；抽濾瓶。

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液

乙草胺Acetochlor(34256-82-1)標(biāo)準(zhǔn)溶液：100 μg/mL；色譜純有機(jī)溶劑：甲醇，乙酸乙酯，丙酮；硫酸：1+3硫酸溶液；亞硫酸鈉(2%)，優(yōu)級純。

2.1.3 實驗材料

移液管：5和10 mL；C18、Waters HLB固相萃取小柱；微量注射器：10 μL。

2.2 GC-MS檢測條件

2.2.1 氣相色譜條件

Agilent 190915-433毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；色譜柱溫度：100℃保持2 min，然后以10℃/min 升溫至200℃，再以30℃/min升溫至270℃，保持10 min；不分流進(jìn)樣方式；進(jìn)樣量：1.0 μL；進(jìn)樣口溫度： 250℃；載氣：氦氣(純度≥99.999%)；流速：1 mL/min。

2.2.2 質(zhì)譜條件

色譜-質(zhì)譜接口溫度：280℃；電離方式：EI；電子能量：70 eV；離子源溫度：230℃；四級桿溫度：150℃；溶劑延遲：3.6 min。

選擇SIM離子模式，在NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫中檢索到乙草胺的EI 質(zhì)譜圖，其特征碎片離子主要為m/z 59，132，117，146，162，174，223，但是m/z 59 的碎片過小，對其干擾明顯，故不采用。根據(jù)除草劑中檢測乙草胺的相關(guān)文獻(xiàn)[3]，最終選擇146為定量離子，確定146，162，223為定性離子。

2.3 水樣前處理和固相萃取小柱活化

采集自來水水樣時，先放水?dāng)?shù)分鐘以排除水管中存水，再用采樣瓶采集水樣。加入約2%亞硫酸鈉1 mL，蓋好瓶蓋后混勻，靜止數(shù)分鐘去除余氯待萃取。

固相萃取小柱活化條件：固相萃取柱預(yù)先用5 mL甲醇、5 mL純水過柱，注意不讓甲醇和水流干。

2.3.1 萃取吸附

取500 mL已去除余氯且混合均勻的水樣，用1+3硫酸溶液約1.5 mL調(diào)節(jié)pH值為1.5左右，混勻后用HLB固相萃取小柱進(jìn)行萃取?？刂普婵毡脡毫Γ腿∷畼右? mL/min的流速通過活化后的HLB小柱，進(jìn)行固相萃取。

2.3.2 洗脫與濃縮

結(jié)合其化學(xué)分子結(jié)構(gòu)，乙草胺是一種極性化合物，在非極性的正己烷難溶。根據(jù)這一特點，先后采用極性比較好的不同溶劑組合乙酸乙酯+丙酮(1 ∶1)、丙酮+甲醇(1 ∶1)、丙酮、甲醇對其小柱進(jìn)行洗脫；洗脫液濃縮至1 mL，待氣相色譜質(zhì)譜儀檢測用。

2.4 定性分析

通過目標(biāo)組分的質(zhì)譜圖和保留時間與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)譜圖和保留時間作對照進(jìn)行定性(保留時間隨柱長不同而略有變化)，乙草胺保留時間在14 min，見圖1。目標(biāo)組分定量離子的響應(yīng)值大小與濃度成正比，以此確定水中乙草胺含量。

圖1 乙草胺標(biāo)準(zhǔn)的總離子色譜

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

用乙草胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配成不同濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)系列，在與待測樣品完全相同的操作條件下，分別在給定的色譜質(zhì)譜條件下進(jìn)行測定。

由于低濃度與高濃度的水平梯度跨度較大，繪制成一個標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性效果較差，因此將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分別按照低濃度和高濃度范圍配制成標(biāo)準(zhǔn)系列。以目標(biāo)化合物峰面積為縱坐標(biāo)、濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，曲線線性良好，如表1所示。

表1 標(biāo)準(zhǔn)系列和線性方程

2.6 萃取小柱與洗脫溶劑

用乙草胺標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加標(biāo)濃度2 μg/mL至純水平行水樣中，在與待測樣品完全相同的操作條件下，分別用C18小柱與HLB小柱進(jìn)行萃取，萃取結(jié)束后分別按照不同組合溶劑乙酸乙酯+丙酮(1 ∶1)、丙酮+甲醇(1 ∶1)、丙酮、甲醇對其小柱進(jìn)行洗脫，分別在給定的色譜質(zhì)譜條件下進(jìn)行測定。

3 結(jié)果與討論

3.1 線性范圍、檢出限和測定下限

在試驗所采用的色譜和質(zhì)譜條件下，乙草胺分離情況和響應(yīng)較好，濃度在0～0.5 mg/L內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)為0.998；0.5～5.0 mg/L內(nèi)呈良好線性，相關(guān)系數(shù)為0.998。

測定7個平行加標(biāo)濃度為0.10 μg/L的乙草胺水樣，測定結(jié)果分別為105，97，103，94，107，110和96 ng/L。計算得到標(biāo)準(zhǔn)偏差Si=6.1 ng/L，檢出限[3]MDL=19.2 ng/L，測定下限LOD=77 ng/L。

3.2 萃取小柱與洗脫溶劑的選擇

從表2可以看出，加標(biāo)回收(加標(biāo)2 μg/mL)實驗檢測結(jié)果受柱子的影響不大，因此實驗選擇HLB小柱。對萃取實驗影響較大的因素為溶劑的選擇，乙酸乙酯+丙酮(1 ∶1)和丙酮洗脫的回收率相差不大且效果明顯；丙酮+甲醇(1 ∶1)和甲醇單獨對其小柱進(jìn)行洗脫，洗脫效果相當(dāng)且較差，所以實驗選擇洗脫方式為乙酸乙酯+丙酮(1 ∶1)或者丙酮洗脫。

3.3 精密度與準(zhǔn)確性評估

分別取500 mL自來水水樣各7份，進(jìn)行低濃度2.0 μg/L和高濃度8.0 μg/L水平的加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表3。乙草胺加標(biāo)回收率在90.5%～112.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為4.5%～4.8%。

表2 不同柱子萃取與溶劑洗脫的回收率

4 結(jié)論

采用固相萃取氣相色譜-質(zhì)譜法測定水樣中的乙草胺，獲得對稱平滑正態(tài)分布的色譜峰，精密度較好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.5%～4.8%，加標(biāo)回收率在90.5%～112.5%，該方法準(zhǔn)確、穩(wěn)定、簡單可靠。