王娟, 崔美玉, 趙香愛

(長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室(延邊大學),吉林延吉133002)

松針中有機氯農(nóng)藥的氣流式微注射器直接萃取

王娟, 崔美玉, 趙香愛

(長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室(延邊大學),吉林延吉133002)

以落葉松為研究對象,以10種有機氯農(nóng)藥(OCPs)為目標物,通過對氣流式微注射器萃取技術(shù)(GPMSE)和傳統(tǒng)方法(索氏提取和硅藻土柱層析凈化)進行比較,利用氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)進行分離檢測,評價了GP-MSE用于直接萃取松針樣品中OCPs的準確性,并通過定量離子色譜圖初步探討了目標物的分離效果和基質(zhì)影響.結(jié)果表明:GP-MSE方法分析松針中10種OCPs的加標回收率為70.27%～92.47%(4次平均值),相對標準偏差為3.21%～22.67%(4次平均值),與傳統(tǒng)方法相比,有相當?shù)幕厥章屎椭貜托?定量離子色譜圖分析表明,經(jīng) GP-MSE萃取的松針加標樣品中各OCPs的分離效果好,基質(zhì)干擾少.

微萃取;有機氯農(nóng)藥;GC-MS;松針;氣流式

0 引言

在我國,松針分布廣泛,脂含量高,是研究有機氯農(nóng)藥(OCPs)污染的最常用植物樣品之一[1-3].松針樣品中OCPs的分析方法主要包括樣品前處理(主要包括提取和凈化)和分離檢測兩個部分.目前報道的提取方法主要有索氏提取、超聲提取、加速溶劑萃取等[4-5],以上方法雖然提取效率高,但需結(jié)合凈化方法,如柱層凈化技術(shù)來消除共萃取物中的干擾物質(zhì)[5-6],因此存在操作繁瑣、溶劑用量大、耗時長等問題.為克服以上缺點,本研究試圖建立一種簡便、高效、快速、經(jīng)濟地分析松針中OCPs含量的分析方法.

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

試劑有:正已烷,丙酮,二氯甲烷,均為色譜純,購買于加拿大Caledon公司;10種OCPs標準品(α-六六六 ,β-六六六 ,γ-六六六 ,六氯苯 ,艾氏劑 ,異艾氏劑 ,環(huán)氧七氯 ,氧化氯丹 ,α-氯丹 ,γ-氯丹)和四氯-間-二甲苯(TCMX)標準品,純度均高于97%;層析用硅藻土(100目),HPLC級,購自于美國Supelco公司;無水硫酸鈉,分析純;氮氣,純度為99.999%.儀器有:索氏提取器,旋轉(zhuǎn)濃縮蒸發(fā)器,氮氣濃縮器,研磨機,玻璃層析柱,100μL微注射器,氣體流量控制器,冷凝器,加熱器,日本島津 GC MS-QP2010p lus氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀.其中無水硫酸鈉、硅藻土、玻璃儀器(250 m L平底燒瓶,移液管等)均在350℃的高溫下灼燒12 h以上.

1.2 樣品采集和預處理

1.2.1 松針對照樣品 選擇落葉松(Larixgmelinii)松針作為供試樣品,樣品采集于遠離農(nóng)業(yè)活動的校園內(nèi);采集后用蒸餾水充分漂洗,濾紙蘸干表面水分后自然風干;干燥后用研磨機粉碎,混勻后作為對照樣品.

1.2.2 松針加標樣品 取上述樣品,加入一定量的OCPs混合標準溶液(正已烷為稀釋溶劑),揮干均勻后,制得OCPs松針加標樣品,用于分析松針中OCPs的加標回收率.

1.3 樣品的提取和凈化

1.3.1 GP-MSE 松針樣品的氣流式微注射器萃取主要由微注射器,樣品池,氣流吹掃體系,加熱和冷凝裝置構(gòu)成,具體組裝方式參考 Yang等[7]描述的氣流式微注射器萃取裝置.GP-MSE的具體過程為:準確稱取0.020 0 g經(jīng)預處理的松針樣品并填裝入樣品池中,然后將樣品池置于加熱裝置中,并用硅橡膠隔墊密封樣品池口;將100 μL微注射器順著冷凝裝置經(jīng)隔墊垂直插入樣品池中,至隔墊下1 mm處;設置樣品池溫度為280℃,冷凝溫度為 -4 ℃,氣流吹掃速率為1 m L/m in;在微注射器中加入10μL有機萃取溶劑(體積比為1∶1的丙酮和正已烷混合溶液),萃取時間為2 min.在氣流的帶動下,目標化合物進入微注射器中,被有機萃取劑捕集,有機萃取劑在-4℃保護下以液體形式保留于微注射器中;萃取結(jié)束后,取下微注射器,加入 1μL 20 ng/μL TCMX(作為儀器內(nèi)標),定容至 50μL,其中 2μL用于 GC-MS進樣分析.

1.3.2 索氏提取與凈化 在索氏提取器套筒中加入約3 g無水硫酸鈉,然后稱取0.100 0 g經(jīng)預處理的松針樣品填裝入套筒中,再用約3 g無水硫酸鈉覆蓋,并將套筒放入索氏提取器中;用200 mL有機萃取溶劑(體積比為1∶1的丙酮和正已烷混合溶液)在250℃沙浴下萃取12 h,結(jié)束后提取液在水浴37℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1 mL左右;二氯甲烷清洗蒸發(fā)瓶合并提取液,并于常溫下氮吹濃縮至2 m L,待凈化.

凈化方法采用 Wenzel等人[5]的研究方法,具體過程為:將2 m L提取液轉(zhuǎn)移至層析柱1(直徑1 cm,長度20 cm),柱1包含15 g去活化的硅藻土(4%超純水),用160 m L體積比為1∶1的正已烷和二氯甲烷混合溶劑洗脫.第一個60 m L的洗脫液被移至柱2(直徑0.5 cm,長度20 cm),柱2包含3.5 g活化的硅藻土(用于凈化脂肪類化合物),柱2用60m L的體積比為1∶1的正已烷和二氯甲烷混合溶劑洗脫.合并柱1余下的100mL洗脫液,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干,用體積比為1∶1的丙酮和正已烷混合溶液溶解,加入 5μL 20 ng/μL TCMX(作為儀器內(nèi)標)并定容至250μL,2μL用于 GC-MS分析.

1.4 色譜分析

毛細管色譜柱為DB-5MS(30 m×0.32 mm×0.25μm),載氣流速為 1.5 m L/min,進樣口溫度為280℃,不分流進樣.采用程序升溫,起始溫度為 60℃,25℃/min升溫至 170℃,保留 2 min,3℃/min升溫至250℃,10℃/min升溫至280℃,保留10 m in.離子源為電子轟擊源,溫度為200℃.以SIM模式掃描并進行OCPs的定性與定量.

2 結(jié)果與討論

按照GP-MSE和傳統(tǒng)方法分別進行對照松針樣品分析,以計算松針中OCPs的本底濃度.分析結(jié)果表明,本研究所用松針樣品中OCPs均未檢出,不需扣除本底濃度.

為評價 GP-MSE分析松針樣品中OCPs的準確度和精密度,用索氏提取和柱層析技術(shù)結(jié)合的傳統(tǒng)方法進行比較,結(jié)果見表1.傳統(tǒng)方法得到的松針中10種OCPs的加標回收率為77.75%～89.76%,相對標準偏差3.33%～24.57%;本法OCPs的加標回收率為70.27%～ 92.47%,相對標準偏差為3.21%～22.67%.這表明,與傳統(tǒng)方法相比,GP-MSE有相當?shù)幕厥章屎洼^好的重復性,能滿足痕量分析的需要.

從分析過程上看,應用 GP-MSE可使樣品提取時間從索氏提取的12 h減少到幾分鐘,大大節(jié)約了分析時間;樣品的溶劑用量從索氏提取的200m L減少到10μL,大大節(jié)約了分析溶劑,降低了分析成本.

表1 松針樣品中OCPs的加標回收率 %

圖1 松針加標樣品中OCPs的定量離子色譜圖

圖1顯示了經(jīng) GP-MSE萃取和 GC-MS分離檢測得到的10種OCPs的定量離子色譜圖.從圖中可以看出,樣品在未采用其他凈化技術(shù)的情況下,各目標物分離效果很好,定量離子受樣品基質(zhì)的干擾較少,可提供目標物的準確定量.

3 結(jié)論

本文采用氣流式微注射器萃取(GP-MSE)技術(shù)直接萃取、GC-MS進行分離檢測的方法分析松針中的10種OCPs.研究表明,該方法具有快速、準確、操作簡單、溶劑用量少的優(yōu)點.松針中10種OCPs的平均回收率高于70%,相對標準偏差小于25%,與傳統(tǒng)方法相比,有相當?shù)幕厥章屎椭貜托?GC-MS分析結(jié)果也表明,OCPs得到了有效的分離,定量離子受基質(zhì)干擾少,可用于松針樣品中OCPs的直接萃取和分析.

[1]Yang R Q,YAO Tandong,Xu Baiqing,et al.Distribution of Organochlorine Pesticides(OCPs)in Conifer Needles in the Southeast Tibetan Plateau[J].Environmental Pollution,2008,153(1):92-100.

[2]Xu Diandou,Zhong Weike,Deng Linlin,et al.Regional Distribution of Organochlorinated Pesticides in Pine Needles and Its Indication for Socioeconomic Development[J].Chemosphere,2004,54(6):743-752.

[3]KlánováLánováJ, ?up r P,BaráD,et al.Can Pine Needles Indicate Trends in the Air Pollution Levels at Remo te Sites[J].Environmental Pollution,2009,157(12):3248-3254.

[4]Tremolada P,Burnett V,Calamari D,et al.A Study of the Spatial Distribution of PCBs in the U K A tmosphere Using Pine Needles[J].Environmental Science&Technology,1996,30:3570-3577.

[5]Wenzel K D,Hubert A,Manz M,et al.Accelerated Solvent Extraction of Semivolatile Organic Compounds from Biomonitoring Samp les of Pine Needles and Mosses[J].Analytical Chemistry,1998,70(22):4827-4835.

[6]Hanari N,HoriiIY,Okazawa T,et al.Dioxin-like Compounds in Pine Needles A round Tokyo Bay,Japan in 1999[J].Journal of Environmental Monitoring,2004,6(4):305-312.

[7]Yang Cui,Piao Xiangfan,Qiu Jinxue,et al.Gas Purge Microsyringe Extraction for Quantitative Direct Gas Chromatographic-Mass Spectrometric Analysisof Volatile and Semivolatile Chemicals[J].Journal of Chromatography A,2011,1218:1549-1555.

Gas Purge Microsyringe Extracting Directly of OCPs from Pine Needle

WANG Juan, CU IMei-yu, ZHAO Xiang-ai
(KeyLaboratoryofNaturalResourcesoftheChangbaiMountain&FunctionalMolecules(YanbianUniversity),MinistryofEducation,Yanji133002,China)

The study,involving 10 organochlorine pesticides(OCPs)determined by GC-MS inlarixgmelinii,evaluated the accuracy of gas purge microsyringe extracting directly of OCPs from pine needle by comparing gas purgemicrosyringe extraction with traditionalmethod(Soxhlet extraction and Florisil column clean-up),and discussed simp ly the separation and matrix effect of targets by the quantification ion chromatogram s.The results showed recoveriesof OCPs in pine needle samp les with GP-MSEwere 70.27%-92.47%(n=4),and relative standard deviations(RSD)were 3.21%-22.67%(n=4).The results were comparable to those obtained by traditionalmethod.In addition,targets were separated efficiently,and matrix interferences were little acco rding with the quantification ion chromatogram s of OCPs in pine needle samp les.

microextraction;OCPs;GC-MS;pine needle;gas purge

O656.31

A

1004-4353(2011)02-0136-04

2011-05-04

吉林省科技發(fā)展計劃重點項目(20100340)

王娟(1984-),女,碩士研究生,研究方向為有機分析.