崔彥杰,巢靜波,康天放,宋增良

(1.北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院,北京 100124;2.中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院,北京 100013;3.河北省計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)院,河北石家莊 050051)

高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定牡蠣中的有機(jī)錫

崔彥杰1,2,巢靜波2,康天放1,宋增良3

(1.北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院,北京 100124;2.中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院,北京 100013;3.河北省計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)院,河北石家莊 050051)

采用微波輔助萃取結(jié)合高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜(HPLC-ICP-MS)法測(cè)定牡蠣樣品中的有機(jī)錫。用含有1.0 mol/L冰醋酸和0.5 mol/L醋酸鈉的甲醇溶液作為萃取溶劑,在微波功率60 W條件下萃取牡蠣樣品20 min,樣品經(jīng)過(guò)濾后采用 HPLC-ICP-MS法進(jìn)行分析檢測(cè)。在優(yōu)化的條件下,二丁基錫、三丁基錫和三苯基錫3種有機(jī)錫的加標(biāo)回收率分別為104%、99.3%和113%,檢出限分別為0.33、0.22、0.48 ng/g。并采用CE 477貽貝標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行方法驗(yàn)證,該方法的測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值符合。

微波輔助萃取;高效液相色譜-電感耦合等離子質(zhì)譜(HPLC-ICP-MS);有機(jī)錫;牡蠣

有機(jī)錫化合物具有高度或中等毒性,近年來(lái)大量用于船舶的防污涂料,我國(guó)每年有3 000 t三丁基錫等防污涂料進(jìn)入海洋,對(duì)海洋環(huán)境造成污染。有機(jī)錫化合物能干擾海洋生物內(nèi)分泌系統(tǒng)的正常機(jī)能[1],從而導(dǎo)致人類(lèi)和其他野生動(dòng)物生殖系統(tǒng)產(chǎn)生障礙與疾病,我國(guó)多個(gè)海域可檢測(cè)到有機(jī)錫污染的海洋生物[2]。不同形態(tài)的有機(jī)錫毒性有較大差異,如烷基錫化合物中,三烷基錫毒性比二烷基錫毒性約大10倍,各種形態(tài)有機(jī)錫化合物的毒性順序?yàn)?R4Sn≈R3SnX＞R2SnX2＞RSnX3＞ ＞ ＞SnX4[3]。因此,研究海洋生物中有機(jī)錫的存在形態(tài)及其準(zhǔn)確的測(cè)量方法對(duì)于生態(tài)毒理效應(yīng)研究顯得尤為重要。常用的有機(jī)錫檢測(cè)方法多采用氣相色譜與各種特征檢測(cè)器的聯(lián)用,如 GC-FPD[4]、GC/MS和 GCICP-MS[5]等。氣相色譜法靈敏度高、能夠同時(shí)測(cè)定多種有機(jī)錫化合物,但需要進(jìn)行衍生等復(fù)雜的樣品前處理過(guò)程,而液相色譜法的樣品前處理過(guò)程則相對(duì)簡(jiǎn)單[6-7]。本工作采用脂肪含量較高的牡蠣作為研究對(duì)象,微波輔助萃取技術(shù)進(jìn)行樣品前處理,高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用法進(jìn)行二丁基錫(DBT)、三丁基錫(TPhT)和三苯基錫(TBT)的測(cè)定。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Agilent 1100型高效液相色譜,Agilent 7500ce型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀:美國(guó)Agilent公司產(chǎn)品;XP204型電子天平:瑞士Mettler Toledo公司產(chǎn)品;Ethos D型微波消解裝置:意大利 Milestone公司產(chǎn)品;超純水裝置:美國(guó)Millipore公司產(chǎn)品。

二丁基氯化錫(DBTCl,純度大于97%):美國(guó)Alfa Aesar A Johnson Matthey公司產(chǎn)品;三苯基氯化錫(TPhTCl):美國(guó)Sigma-Aldrich公司產(chǎn)品,經(jīng)兩次提純后純度大于99.5%;三丁基錫溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(TBT,GBW 08710,(663±19)μg/g(k=2,以Sn計(jì))):中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院提供。甲醇、乙腈(色譜純):德國(guó) Merck公司產(chǎn)品;冰醋酸、三水合乙酸鈉(分析純):汕頭市西隴化工廠有限公司產(chǎn)品;三乙胺(色譜純):美國(guó)Sigma-Aldrich公司產(chǎn)品。

1.2 工作條件

Agilent 7500ce型電感耦合等離子體質(zhì)譜,帶有碰撞反應(yīng)池;RF功率1 550 W;采樣深度9.0 mm;樣品錐:鉑錐;載氣流速 0.44 L/min;選擇氣(O2/Ar混合氣,O2占20%):25%;霧化室溫度為-5℃;Agilent 1100型高效液相色譜儀及其工作站。

ACE C18色譜柱(2.1 mm×150 mm×3μm);流動(dòng)相:V(乙腈)∶V(水)∶V(醋酸)∶V(三乙胺)=65∶23∶12∶0.05;流速 0.2 mL/min;進(jìn)樣量 10μL。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 萃取溶劑的制備 準(zhǔn)確稱(chēng)取68 g三水合乙酸鈉,加入58 mL冰醋酸,用甲醇定容至1 L,配制成1.0 mol/L冰醋酸和0.5 mol/L醋酸鈉緩沖溶液,測(cè)定p H值為5.9。

1.3.2 樣品處理 將市場(chǎng)采集的牡蠣樣品經(jīng)清潔、攪碎、冷凍、干燥、研磨、過(guò)篩等前期處理工作,將其制成粉末樣品,備用。分別進(jìn)行6個(gè)平行樣品的處理,準(zhǔn)確稱(chēng)取約0.5 g樣品,置于潔凈的微波消解罐中,加入10 mL萃取溶劑并準(zhǔn)確稱(chēng)重,在60 W功率條件下,微波輔助萃取20 min,萃取后輕搖振勻,靜置10 min,用2.5 mL注射器取上清液,用0.22μm尼龍濾頭將樣品過(guò)濾到液相進(jìn)樣瓶中,待測(cè)。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制 將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和高純?cè)噭┯眉状贾鸺?jí)稀釋,采用重量法進(jìn)行二丁基錫、三丁基錫和三苯基錫3種混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備。標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度及線性相關(guān)系數(shù)列于表1。

表1 線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)Table 1 Linear regression equations and correlation coefficients

1.3.4 樣品測(cè)定 由于流動(dòng)相中含有較高的有機(jī)相,在進(jìn)行測(cè)定時(shí)需加入適量的O2,以免造成因有機(jī)相分解而導(dǎo)致錐口堵塞,并對(duì)O2/Ar混合氣的加入量進(jìn)行選擇,兼顧儀器靈敏度和錐的保護(hù)兩方面因素,同時(shí)進(jìn)一步降低進(jìn)入等離子體炬的有機(jī)溶劑含量,測(cè)定時(shí)將霧化器冷卻系統(tǒng)溫度參數(shù)調(diào)至-5℃。測(cè)定過(guò)程采用與樣品中有機(jī)錫含量量值相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液作為質(zhì)控點(diǎn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 微波輔助萃取條件的優(yōu)化

微波輔助萃取主要的條件參數(shù)為微波功率及萃取時(shí)間[8],針對(duì)這兩項(xiàng)主要影響因素對(duì)微波萃取條件進(jìn)行優(yōu)化。在條件優(yōu)化過(guò)程中,首先在微波萃取功率60 W下進(jìn)行10 min及20 min的萃取條件實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)測(cè)定結(jié)果無(wú)明顯影響(10 min時(shí)DBT、TPhT和 TBT的測(cè)定值分別為1.012、1.087和 1.124μg/g,20 min時(shí)的測(cè)定值分別為1.095、1.189和1.051μg/g),因此進(jìn)一步進(jìn)行了微波功率變化對(duì)萃取效率的影響,萃取時(shí)間選擇 20 min,分別以微波功率 60、80、100、120 W進(jìn)行條件實(shí)驗(yàn),其測(cè)定結(jié)果示于圖1。80 W微波功率下獲得的實(shí)際樣品譜圖示于圖2,二丁基錫、三苯基錫和三丁基錫的保留時(shí)間分別為5.36、7.02和14.3 min。

圖1 微波萃取功率對(duì)3種有機(jī)錫萃取效果的影響Fig.1 Effection of microwave power to extraction efficiency of three organotins

圖2 牡蠣樣品的測(cè)量譜圖Fig.2 Typical chromatogram of oyster sample

由圖1可以看出,二丁基氯化錫在微波功率60 W進(jìn)行20 min提取時(shí)的萃取效果最佳,隨著微波功率的逐漸加大,萃取效果沒(méi)有明顯提高,反而略有下降,這可能是微波功率提高后對(duì)結(jié)合鍵作用力加大,一些分子鍵斷裂,從而使形態(tài)發(fā)生變化,產(chǎn)生萃取效率下降的現(xiàn)象。同樣,三苯基氯化錫在微波功率60 W進(jìn)行20 min提取時(shí)的萃取效果最佳,隨著微波功率的逐漸加大,對(duì)萃取效果沒(méi)有明顯變化。三丁基氯化錫在各種微波功率及萃取時(shí)間變化的情況下,萃取效率沒(méi)有明顯變化。

結(jié)合對(duì)3種有機(jī)錫萃取效率影響的考慮,確定微波萃取的程序條件為:微波功率60 W,萃取時(shí)間20 min。

2.2 分析方法的精密度和準(zhǔn)確度

對(duì)牡蠣樣品連續(xù)進(jìn)行6次平行測(cè)定,分別計(jì)算3種形態(tài)有機(jī)錫的含量以及方法的精密度。按照測(cè)定樣品相同方法對(duì)已知濃度的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)CE 477[9]進(jìn)行樣品前處理及測(cè)定,以此驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確度。3種形態(tài)有機(jī)錫測(cè)定結(jié)果列于表2,CE 477樣品測(cè)定結(jié)果列于表3。

由表 2可知,采用微波輔助萃取結(jié)合HPLC-ICP-MS法測(cè)定牡蠣中3種形態(tài)的有機(jī)錫,6個(gè)平行樣品測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%,該方法檢測(cè)重復(fù)性良好。由表3可以證明,該方法測(cè)定結(jié)果可靠性良好。

表2 有機(jī)錫測(cè)定結(jié)果Table 2 Results of organotins in oyster sample

表3 CE 477測(cè)定結(jié)果Table 3 Results of organotins in CE 477

2.3 牡蠣加標(biāo)回收率的測(cè)定

為進(jìn)一步驗(yàn)證該方法對(duì)生物樣品中有機(jī)錫提取的準(zhǔn)確性與可靠性,以牡蠣樣品為基質(zhì)進(jìn)行加標(biāo)回收率的測(cè)定,向0.5 g冷凍干燥的牡蠣樣品中分別加入350 ng二丁基氯化錫、350 ng三苯基氯化錫和305 ng三丁基氯化錫。平行添加4份樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率的測(cè)定,其平均測(cè)定結(jié)果列于表4。

表4 牡蠣樣品加標(biāo)回收率測(cè)定Table 4 Recoveries of organotins in oyster sample

2.4 方法檢出限

在選定的色譜條件下,采用逐級(jí)稀釋法進(jìn)行3種有機(jī)錫檢出限的測(cè)定。測(cè)定信噪比為3∶1時(shí),二丁基錫、三丁基錫和三苯基錫的檢出限分別為0.33、0.22和0.48 ng/g。

3 結(jié)論

采用微波輔助萃取技術(shù)對(duì)牡蠣樣品中的有機(jī)錫進(jìn)行提取,HPLC-ICP-MS法測(cè)定提取液,該方法可以準(zhǔn)確、可靠的測(cè)定生物樣品中二丁基錫、三丁基錫和三苯基錫的含量。最佳的微波輔助萃取條件為微波功率 60 W,萃取時(shí)間 20 min,萃取劑為 1.0 mol/L HAc,0.5 mol/L NaAc的甲醇溶液 (p H 5.9)。3種有機(jī)錫測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均優(yōu)于5%,加標(biāo)回收率在99%～115%之間,驗(yàn)證標(biāo)物 CE 477的測(cè)定誤差均小于±5%。該方法具有靈敏快速、準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn),可用于生物樣品中有機(jī)錫形態(tài)的分析檢測(cè)。

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Determination of Organotins in Oyster by HPLC-ICP-MS

CUI Yan-jie1,2,CHAO Jing-bo2,KAN G Tian-fang1,SONG Zeng-liang3
(1.College of Environmental and Energy Engineering,Beijing University ofTechnology,Beijing100124,China;2.National Institute of Metrology P.R.China,Beijing100013,China;.3.Heibei Provincial Institute of Metrologicial Supervision and Measurement,Shijiazhuang050051,China)

Organotins in oyster samples were determined by high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry(HPLC-ICP-MS)after microwaveassisted extraction.Oyster samples were extracted under the conditions of microwave power 60 W for 20 min,while 1.0 mol/L acetic acid and 0.5 mol/L sodium acetate in methanol severed as extraction solvent.After filtration,samples were determined by HPLC-ICP-MS.Under the optimized conditions,the recoveries of dibutyltin,tributyltin and triphenyltin are 104%,99.3%and 113%,and the detection limits are 0.33,0.22 and 0.48 ng/g,respectively.The results are consistent with the certified value of CE 477 mussel tissue reference material.

microwave-assisted extraction;high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry(HPLC-ICP-MS);organotin;oyster

巢靜波(1976～),女 (漢族),河北唐山人,助理研究員,從事化學(xué)分析計(jì)量研究。E-mail:chaojb@nim.ac.cn

O 657.63

A

1004-2997(2011)02-0082-04

2010-04-20;

2010-07-21

國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局食品安全專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(ASPAQ0907)資助

崔彥杰(1978～),女 (漢族),北京人,碩士研究生,從事環(huán)境污染物分析研究。E-mail:cuiyj@nim.ac.cn