楊娜,萬(wàn)俊鋒,王巖,李紅麗
(鄭州大學(xué)化工與能源學(xué)院,鄭州 450002)
磺胺二甲基嘧啶(SM2)是畜牧業(yè)應(yīng)用最廣泛的磺胺類(lèi)藥物,由于其顆粒介質(zhì)吸附能力弱,在介質(zhì)中的遷移能力強(qiáng),在污水處理廠、河流、湖泊以及地下水中已檢測(cè)到它的存在[1-4]。SM2易導(dǎo)致細(xì)菌的耐藥性,甚至對(duì)人體具有致癌性,因此實(shí)時(shí)檢測(cè)與跟蹤水中磺胺二甲基嘧啶的殘留十分重要。目前許多理化方法被用于檢測(cè)SM2在水中的殘留,如薄層色譜(TLC),GC,GC-MS,HPLC,LC-MS法等[5]。TLC法容易存在干擾,且不適于定量分析;由于磺胺類(lèi)藥物的強(qiáng)極性和低揮發(fā)性,GC及GC-MS 法需要衍生步驟;HPLC是使用最多的方法[5]。
實(shí)驗(yàn)選用高效液相色譜(HPLC)測(cè)定SM2,對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化。由于色譜柱為消耗品,成本比較高,實(shí)驗(yàn)室一般選擇重復(fù)使用。因色譜柱在使用過(guò)程中柱效會(huì)逐漸下降,而色譜條件也隨之發(fā)生改變。在采用HPLC法測(cè)定水中SM2時(shí),筆者研究了色譜柱柱效降低后與新色譜柱色譜條件之間的差別和聯(lián)系,對(duì)柱效降低后的色譜條件進(jìn)行了優(yōu)化。
液相色譜儀:P230Ⅱ型,配有紫外檢測(cè)器,大連依利特分析儀器有限公司;
分析天平:AUY220型,島津國(guó)際貿(mào)易公司;
高速離心機(jī):H2050R型,湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司;
微濾膜:0.22,0.45μm水系與有機(jī)系;
SM2標(biāo)準(zhǔn)樣品:純度不小于99%,德國(guó)Dr. Ehrenstorfer公司;
甲醇、乙腈:色譜純;
冰乙酸:優(yōu)級(jí)純;
SM2標(biāo)準(zhǔn)液貯備液配制:稱(chēng)取0.025 0 g的SM2,樣品用少量水沖洗多次(SM2難溶于水,多次試驗(yàn)驗(yàn)證其溶解度為50 mg/L)注入500 mL的容量瓶中,再用蒸餾水定容,搖勻至完全溶解,作為標(biāo)準(zhǔn)貯備液,再根據(jù)檢測(cè)要求,用蒸餾水稀釋成相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)工作液;
實(shí)驗(yàn)用水為二次水。
色 譜 柱:Hypersil ODS2 C18柱(150 mm×4.6 mm,5 μm);流動(dòng)相:甲醇-水(含0.125%冰乙酸,pH 4.5,體積比為20∶80);檢測(cè)波長(zhǎng):267 nm;流量:0.5~1.5 mL/min;柱溫:30℃;進(jìn)樣體積:20 μL。
選擇乙腈和甲醇作為流動(dòng)相的有機(jī)相,分別對(duì)不同柱效的色譜柱進(jìn)行優(yōu)化比較,色譜圖見(jiàn)圖1、圖2。
圖1 新的C18柱對(duì)標(biāo)樣SM2(1 mg/L)的分離色譜圖
圖2 柱效降低后的C18柱對(duì)標(biāo)樣SM2(1 mg/L)的分離色譜圖
從圖1和圖2可以得出,乙腈作為流動(dòng)相時(shí),SM2保留時(shí)間短,色譜峰較高。其中新色譜柱的基線(xiàn)偏高,舊色譜柱的基線(xiàn)穩(wěn)定性較甲醇作為流動(dòng)相時(shí)差。而甲醇作為流動(dòng)相時(shí),基線(xiàn)穩(wěn)定性好,新舊色譜柱的色譜峰峰形對(duì)稱(chēng),保留時(shí)間適中[6]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),甲醇和乙腈作為流動(dòng)相的有機(jī)相時(shí),新色譜柱峰形對(duì)稱(chēng),峰面積比較大;柱效降低后的色譜柱峰形不對(duì)稱(chēng),拖尾嚴(yán)重,峰面積較小。
用紫外-分光光度計(jì)對(duì)SM2的水溶液進(jìn)行波長(zhǎng)掃描,掃描結(jié)果表明SM2最大吸收波長(zhǎng)為262.5 nm,與報(bào)道[7]的270 nm或272 nm有出入。用高效液相色譜儀的紫外檢測(cè)器對(duì)SM2的水溶液進(jìn)行波長(zhǎng)掃描,掃描結(jié)果表明SM2最大吸收波長(zhǎng)為267 nm,最終選擇檢測(cè)波長(zhǎng)為267 nm。
通過(guò)調(diào)節(jié)流動(dòng)相流量大小控制保留時(shí)間,如果保留時(shí)間過(guò)短則分離效果較差,可通過(guò)降低流動(dòng)相流量,延長(zhǎng)保留時(shí)間;如果保留時(shí)間較長(zhǎng),可以增大流動(dòng)相流量,提高柱效[8]。對(duì)新、舊色譜柱流動(dòng)相流量進(jìn)行了優(yōu)化,流動(dòng)相流量變化對(duì)SM2分離效果的影響與新舊色譜柱之間結(jié)果一致,最終選擇流動(dòng)相流量為1 mL/min。
采用新色譜柱和柱效降低后的Hypersil ODS2C18柱對(duì)同含量的SM2標(biāo)樣進(jìn)行分離,對(duì)其色譜圖進(jìn)行了對(duì)比,色譜圖見(jiàn)圖3。
圖3 C18柱對(duì)SM2標(biāo)樣(1 mg/L)的分離色譜圖
從圖3可以看出,色譜柱使用一段時(shí)間后,通過(guò)理論板數(shù)、分離度、對(duì)稱(chēng)因子對(duì)比判斷柱效[9-10],在相同的色譜條件下,色譜柱的柱效降低后,色譜峰形不對(duì)稱(chēng),分離效果變差,柱效降低后與新色譜柱相比吸收峰的峰高和峰面積明顯減少。
對(duì)柱效降低后的Hypersil ODS2C18柱色譜條件進(jìn)行優(yōu)化,圖4分別為水相中不加酸(pH 6)和加入冰乙酸(pH 4.5)的色譜圖。
從圖4可知,流動(dòng)相水相為pH 6的水時(shí),色譜柱對(duì)SM2的保留時(shí)間長(zhǎng),分離效果較差,峰形不對(duì)稱(chēng);流動(dòng)相水相中加入0.125%冰乙酸(pH 4.5)后,峰形相對(duì)有所改善。研究表明,液相色譜流動(dòng)相采用甲醇和水,由于磺胺類(lèi)抗生素pKa在5~7之間,屬弱酸性,對(duì)流動(dòng)相的pH值較敏感[7]。添加一定濃度的酸改變流動(dòng)相pH,有利于準(zhǔn)分子離子的生成,可改善色譜分離效果[11-12]。
圖4 C18柱對(duì)SM2標(biāo)樣(1 mg/L)的分離色譜圖
新色譜柱流動(dòng)相的水相不調(diào)pH值,峰形比較對(duì)稱(chēng)。舊色譜柱水相不調(diào)節(jié)酸度時(shí),峰形不對(duì)稱(chēng),在經(jīng)過(guò)調(diào)整水相pH值后可改善吸收峰峰形,可能是舊色譜柱柱效降低后對(duì)流動(dòng)相pH值要求范圍有所縮小引起的。
比較了新舊色譜柱對(duì)磺胺二甲基嘧啶的分離效果,對(duì)柱效降低后的色譜條件進(jìn)行了優(yōu)化。舊色譜柱水相經(jīng)過(guò)調(diào)整pH值可改善吸收峰峰形,保留時(shí)間縮短,分離效果相對(duì)有所提高,可以用于水中磺胺二甲基嘧啶測(cè)定。
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