秦 園,錢志榮,吳 梅,吳建兵,王惠芳,陳祝軍

(張家港市疾病預(yù)防控制中心,張家港 215600)

雙酚A(BPA)常被用于制造塑料瓶、食品和飲料罐內(nèi)側(cè)涂層[1]。隨著BPA 的廣泛應(yīng)用,其在環(huán)境水體[2]、食品[3]和人體[4]中均有檢出。BPA 能影響生物體的內(nèi)分泌系統(tǒng),導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)[5-6],嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅人體健康。BPA 會(huì)隨著工業(yè)廢水的排放污染清潔水源[7]。有報(bào)道顯示,BPA 在我國環(huán)境水體中已有檢出[8-9],因此,BPA 對(duì)日常飲用水的污染越來越受人們的重視。

通常水體中BPA 含量極低,儀器很難直接檢出,對(duì)其檢出的關(guān)鍵在于前期預(yù)處理的效果。目前,磁性固相萃取技術(shù)受到極大關(guān)注,與傳統(tǒng)的固相萃取相比,其具有易操作、成本低、萃取效率高等優(yōu)勢(shì)[10-12]。

本工作以磁性聚苯乙烯-Fe3O4(HCP-Fe3O4)為固相萃取吸附材料富集水中的BPA,經(jīng)外部磁場(chǎng)分離水相,甲醇洗脫HCP-Fe3O4后所得萃取液中的BPA 再經(jīng)超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(UHPLC-MS/MS)檢測(cè),從而建立一種簡(jiǎn)便、高效、靈敏的水中BPA 含量的測(cè)定方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

UPLC/XEVO TQD 型液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀;一次性針頭過濾器(13 mm×0.22μm);IKA MS3 digital型混懸儀;Simplicity型純水機(jī)。

BPA 標(biāo)準(zhǔn)溶液:1 000 mg·L－1。

BPA 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:移取1 000 mg·L－1BPA標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL 于10 mL 容量瓶中,用甲醇稀釋并定容,配制成100 mg·L－1標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,于4℃避光保存,使用時(shí)用甲醇稀釋至所需質(zhì)量濃度。

試驗(yàn)所用甲醇、乙腈均為色譜純;HCP-Fe3O4磁珠;試驗(yàn)用水均為超純水。

1.2 儀器工作條件

1)色譜條件 ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(50 mm×2.1 mm,1.7μm);柱溫30 ℃;流量0.6 mL·min－1;分離時(shí)間6.0 min;進(jìn)樣體積5.0μL;流動(dòng)相A 為甲醇,B 為水。梯度洗脫程序:0～2 min時(shí),A 為50%;2～4 min時(shí),A 由50%升至90%;4～6 min時(shí),A 由90%降至50%。。

2)質(zhì)譜條件 負(fù)離子電噴霧離子源(ESI－);多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式;脫溶劑氣為氮?dú)?溫度550 ℃,流量1 000 L·h－1;毛細(xì)管電壓3.5 k V,錐孔電壓50 V;碰撞氣為高純氬氣。特征離子、碰撞能量和錐孔電壓見表1,表中“?”為定量離子。

表1 雙酚A的MRM 參數(shù)Tab.1 MRM parameters of BPA

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液中BPA 的富集及測(cè)定

取0.5 mg HCP-Fe3O4加入到5 mL的1 mg·L－1BPA 標(biāo)準(zhǔn)溶液中,混懸儀充分振蕩混懸1 min,用磁鐵吸附HCP-Fe3O4磁性粒子,去除上清液;再加入水洗滌HCP-Fe3O4后,磁性分離去除上清液。向HCP-Fe3O4磁性粒子中加入2 mL 甲醇振蕩洗脫目標(biāo)物,磁性分離收集上清液;上清液經(jīng)0.22μm濾膜過濾后,按儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù),以SPSS18.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,p＜0.05時(shí),認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.3.2 實(shí)際樣品中BPA 的富集及測(cè)定

取100 mL水樣,按水樣與HCP-Fe3O4的體積質(zhì)量比(m L∶mg)為10∶1的比例,向水樣中加入10 mg的HCP-Fe3O4,后續(xù)試驗(yàn)步驟同1.3.1節(jié)。

2 結(jié)果與討論

2.1 富集條件的優(yōu)化

2.1.1 HCP-Fe3O4的用量

HCP-Fe3O4對(duì)BPA 的富集作用是通過高交聯(lián)的HCP的超大比表面積實(shí)現(xiàn)的,試驗(yàn)以5 mL 的1 mg·L－1BPA 標(biāo)準(zhǔn)溶液為富集對(duì)象,考察了HCP-Fe3O4的用量為0.1～5 mg時(shí)對(duì)BPA 的回收率的影響,結(jié)果見圖1。

圖1 HCP-Fe3O4用量對(duì)BPA 回收率的影響Fig.1 Effect of amount of HCP-Fe3O4on the recovery of BPA

由圖1可見:當(dāng)HCP-Fe3O4的用量為0.1 mg時(shí),BPA 的回收率達(dá)到83.3%;而HCP-Fe3O4的用量不小于0.5 mg時(shí),BPA 的回收率達(dá)到98.0%且基本保持不變。因此,試驗(yàn)選擇HCP-Fe3O4的用量為0.5 mg,即待測(cè)液與其體積質(zhì)量比(m L∶mg)為10∶1時(shí),用于BPA 的固相萃取富集。

2.1.2 萃取時(shí)間

試驗(yàn)考察了萃取時(shí)間分別為1,5,10,20,30 min時(shí)對(duì)BPA 回收率的影響,結(jié)果顯示:當(dāng)萃取時(shí)間為1 min時(shí),HCP-Fe3O4對(duì)BPA 的萃取回收率已達(dá)到100%,且隨萃取時(shí)間的延長(zhǎng)回收率沒有明顯的變化。因此,試驗(yàn)選擇萃取時(shí)間為1 min。

2.1.3 樣品溶液的酸度

本工作所涉及的實(shí)際水樣的pH 為6.5～8.5,為考察HCP-Fe3O4對(duì)BPA 的萃取作用在該pH 范圍內(nèi)是否會(huì)受影響,試驗(yàn)將樣品溶液的pH 分別調(diào)節(jié)至6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,測(cè)定樣品溶液中BPA 的回收率。結(jié)果顯示:pH 為6.5～8.5時(shí),HCP-Fe3O4對(duì)BPA 的回收率無明顯影響。

2.1.4 洗脫劑

查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),乙腈、甲醇都可作為洗脫HCPFe3O4上萃取的目標(biāo)物的溶劑[10,13],但未見乙腈、甲醇是否能很好地洗脫HCP-Fe3O4萃取的BPA的相關(guān)報(bào)道。試驗(yàn)考察了乙腈、甲醇作為洗脫劑對(duì)BPA 的洗脫效率,結(jié)果顯示:兩種洗脫劑對(duì)BPA 的回收率都可達(dá)到98.0% 以上,且無明顯差異(p＞0.05),考慮后續(xù)色譜流動(dòng)相為甲醇,試驗(yàn)選擇甲醇作為BPA 的洗脫劑。

2.2 色譜行為

試驗(yàn)取1 mg·L－1BPA 標(biāo)準(zhǔn)溶液作為待測(cè)對(duì)象,按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,所得MRM 色譜圖見圖2。由圖2可見:本方法能很好地檢出BPA,BPA保留時(shí)間為1.27 min。

圖2 BPA 標(biāo)準(zhǔn)溶液的MRM 色譜圖Fig.2 MRM chromatogram of standard solution of BPA

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

取1.000,5.000,10.00,50.00,100.0,500.0,1 000μg·L－1的BPA 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,按1.3.1節(jié)方法進(jìn)行處理及測(cè)定,以BPA 的定量離子峰峰面積對(duì)其質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果顯示:BPA 的質(zhì)量濃度在1.000～1 000μg·L－1內(nèi)呈線性關(guān)系,線性回歸方程為y＝0.325 6x＋0.322 3,相關(guān)系數(shù)大于0.999 0。

試驗(yàn)以3倍信噪比(S/N)的峰面積響應(yīng)值對(duì)應(yīng)的BPA 的質(zhì)量濃度作為方法的檢出限(3S/N),經(jīng)計(jì)算得出BPA 的檢出限為0.04μg·L－1。

2.4 精密度和回收試驗(yàn)

試驗(yàn)以純凈水為空白水樣,在3個(gè)濃度水平下進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),按試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,平行測(cè)定6次,計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),驗(yàn)證該法準(zhǔn)確度和精密度,結(jié)果見表2。

表2 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n＝6)Tab.2 Results of tests for recovery and precision(n＝6)

由表2可知:該方法測(cè)定BPA 的準(zhǔn)確度和精密度良好。

2.5 實(shí)際樣品分析

按試驗(yàn)方法分別對(duì)某地區(qū)的居民用水的3份末梢水和3份出廠水進(jìn)行檢測(cè),均未檢出BPA。

2.6 方法對(duì)比

將本法采用HCP-Fe3O4作為固相萃取吸附劑測(cè)定BPA 所得的檢出限、線性范圍和回收率,與文獻(xiàn)報(bào)道的采用其他吸附劑所得的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果見表3。

表3 本法與其他文獻(xiàn)方法的參數(shù)比較Tab.3 Comparison of parameters between this method and other methods in references

經(jīng)比較,本法具有較高的準(zhǔn)確度和較寬的線性范圍,所用固相萃取吸附劑相較其他固相萃取吸附劑,成本低、操作更簡(jiǎn)單。

試驗(yàn)以HCP-Fe3O4為固相萃取吸附材料,能夠很好地萃取水中BPA,萃取率達(dá)到98.0%以上。在萃取過程中,HCP-Fe3O4以0.5 mg用量在1 min內(nèi)就完成了5 mL 水中BPA 的富集,用量小、時(shí)間快;且當(dāng)pH 為6.5～8.5時(shí),萃取不受樣品溶液酸度影響,說明該萃取方法操作簡(jiǎn)便、受外界因素影響小。

本工作建立的HCP-Fe3O4固相萃取聯(lián)用UHPLC-MS/MS用于水中BPA 含量的檢測(cè),BPA檢出限為0.04μg·L－1,回收率為98.4%～99.9%;RSD(n＝6)為2.6%～8.2%。該法用于BPA 的檢測(cè)重現(xiàn)性、靈敏度均良好,為檢測(cè)水中痕量BPA 提供了簡(jiǎn)便、快速、可靠的方法,進(jìn)一步補(bǔ)充了BPA 的檢測(cè)方法。