1中空纤维液相微萃取结合高效液相色谱法测定水中微量有机磷农药数量

中空纤维液相微萃取结合高效液相色谱法测定水中微量有机磷农药含量 摘要：一种强大的环保技术 中空纤维支撑液膜相萃取（液相微萃取）结合 高效液相色谱法被用于测定水样品中对硫磷的含量。提取的一些有效参数，如 萃取溶剂、原相 PH、萃取时间、萃取温度和搅拌速度等将被研究。在最佳条件 下，提取溶剂为离子液体，对硫磷的富集系数为 110。在平方回归系数为 0.9989 时，线性范围为 1-100 纳克/毫升，检出限为 0.1 纳克/毫升（S/N=3） 。 在相对标准偏差小于 3.2%的情况下，样品的加标回收率为 93.8%。与其他提取 方法相比，这种方法无需过滤或分离水样。 关键词：液相微萃取；水；高效液相色谱；空心纤维；对硫磷；离子液体 .引言 有机磷农药的使用有利于农业，但是它们的生物积累通过食物链对人类造 成潜在的威胁。有些有机磷农药，例如对硫磷，已经被许多发达国家所禁止。 然而，这种化合物在发展中国家仍然被使用。 在分析之前，样品制备通常需要隔离及从样品中集中化合物利益。自从液 相微萃取（LPME）技术在 1996 年第一次被 jeannot 和 cantwell 提出后，其迅 速引起了人们越来越多的注意。随着一滴沉浸/搅拌水样溶液的有机溶剂微滴悬 浮在反应室材质棒或微量调节注射器的尖端，原始微萃取模型被完成了。然而， 这滴单一的微滴并不坚强，它可能会在微萃取过程中丢失或蒸发。1999 年 Pedersen-Bjergaard 和 Rasmussen 开发了一种新的基于中空纤维刺穿保护和容 纳溶剂微液滴的液相微萃取技术。 液相微萃取技术配合高效液相色谱法、毛细管电泳、气相色谱、液相色谱/ 质谱、气相色谱/质谱和质谱已经被提议用来确定水、土壤、牛奶等样品及多环 芳烃、苯胺及其衍生物、农药中的有机化合物和毒品中的酚类化合物。有机溶 剂（如 1-辛醇、甲苯等）在这些研究中被用作萃取相。最近，由于离子液体 （ILS）相比于传统的有机溶剂有各种优势（如低蒸汽压、高稳定性、中等溶解 性有机化合物、无毒等） ，ILS 在单微液滴萃取中的使用率正在增加。然而，在 已经发表的论文中几乎没有文章提及离子液体在液相微萃取中的使用。本文对 开发和验证基于离子液体的液相微萃取技术对环境水样中有机磷农药（以对磷 硫为例）的量化作一个尝试，并用高效液相色谱法进行检测。 .实验 A. 高效液相色谱法测定 液相色谱分析在岛津（岛津，日本）的带有 UV-SPD-20A 的探测器的 LC- 20AT 600 液相色谱仪上进行。高效液相色谱法的详细参数如下： 色谱柱：ODS C18 柱（5m，4.6 毫米 150 毫米） ；含甲醇流动相，水 （90+10，V+V） ，由 Milli-Q 滤波系统过滤；流量：0.6 毫升/分钟；检测波长： 268nm；柱温：室温。 B. 标准及试剂 从 Menbrana 公司（Wuppertal，德国）购买的 Accurel Q3/2 聚丙烯中空纤 维膜（内径：600m，管壁厚度：200m，孔隙大小：0.2m） 。一支微量调节 注射器（汉密尔顿，上海） 。 对硫磷标准购自国家研究中心购（北京，中国） 。高效液相色谱级甲醇购自 天津克梅尔化学试剂开发中心（天津，中国） 。离子液体（1-丁基-3 甲基咪唑 六氟磷酸盐，离子液体bmin-PF6）购自杭州科默化学公司（浙江，中国） 。其 它试剂均为分析纯，没有进一步纯化。双蒸馏的水被用于准备。 为了获得 100g/mL 浓度的标准溶液，对硫磷标准（1 毫克/毫升，溶剂为 甲醇）稀释在 10 毫升的甲醇中并保存在 4的温度下。新的 10 纳克/毫升对硫 磷标准溶液配备于甲醇中。废水、井、鱼塘、河流和灌溉水样采集自福州（中 国） ，置于塑料瓶中，遮光存放在 4的环境下，不作处理及过滤，并在采集后 的 48 小时内完成分析。 C. 液相微萃取 图 1 为液相微萃取装置。 图 1 液相微萃取装置 中空纤维人工切成 3.5 厘米长，每次提取都用一根新的纤维。中空纤维使用 前在丙酮中用超声波清洗 2 分钟，并在空气中干燥。将膜的一端用火焰加热过 的钳子密封。用 10L 的带有扁平针尖的微量调节注射器将 6L 溶剂注入中空 纤维。用来萃取的纤维被放置于 25ml 的样品溶液。萃取后启封空心纤维的末端， 5L 的萃取剂就被注入进行高效液相色谱分析。 .结果与讨论 A.优化实验条件 1）有机萃取溶剂的选取 在液相微萃取中，选择理想的有机溶剂是关键的一步。萃取剂应该具有疏 水性和低挥发性。此外，萃取剂应该能承受高速搅拌且无泄漏。考虑到这些因 素，实验对甲苯、二甲苯、1 辛醇和bmimPF6 进行了测试。图 2 所示为被测试 的有机溶剂的萃取效率。 图 2 选择的萃取溶剂每种分析物飙升至 10ng/ml，1000rpm 显然，当离子液体bmimPF6 使用的时候萃取效率最高。此外，它与水混 溶，具有低蒸汽压。因此，在以后的实验中离子液体bmimPF6 是最佳选择。 2）温度的影响 研究在 30-100范围内温度对萃取的影响。 图 3 温度对萃取效率的影响 图 3 表明在 30-70范围内，温度对萃取回收率并没有很大的影响。但是 在高温下（高于 80） ，提取回收率下降。这可以用对硫磷在高温下分解来解 释。 3）样品 pH 值的优化解决方案 样品溶液 pH 值调整到适当的碱度，以易于对硫磷有机相的萃取。这个实验 中，在 pH 值为 5.5 时观察到最佳提取效率。当 pH 值高于 6 时，萃取效率显著 下降，因为对磷酸在弱酸性条件下稳定，在碱性条件下分解。根据这些结果， 样品 pH 值为 5.5 时最佳。 图 4 原相 pH 对萃取效率的影响 4）搅拌速度的影响 提高电磁搅拌速度可以加速热力学平衡，从而提高萃取效率。对从 0 到 1200rpm 的不同搅拌速度进行了测试。随着搅拌速度从 0 到 1200rpm 变化，萃 取速度逐渐增加，但是在 1200rpm 时重复性较差。这可能是高速搅拌下的气泡 引起的。选择 1000rpm 为最佳搅拌速度。 图 5 搅拌速度对萃取的影响 5）萃取时间的影响 在上面优化的参数中，萃取时间范围为 0 到 50 分钟。结果如图 6 所示，图 中显示峰高在 20 分钟内迅速增加。在以后的萃取时间图像变平。 图 6 萃取时间的影响 因此，最佳萃取时间被选为 20 分钟。 B.验证方法 通过估计检测、线性度、精度和富集系数的限制评价验证方法。在液相微 萃取的最优条件下，回归系数为 0.9989，校准范围为 1-100ng/ml 时， 25ml 原 相对硫磷中测得了良好的线性度。在这项研究中，算得信号噪声比为 3（S/N=3）时对硫磷检测限（LOD）为 0.1ng/ml。精确估计在浓度水平为 10ng/ml，相对标准差（RSD）=3.2%（n=5）时，对硫磷原相有满意的结果。 这项研究中，在液相萃取后确定受体相初始浓度的最后受体相分析物浓度 比的对硫磷的富集因子在 1ml10ng/ml 的水平时约为 110。 C.水样分析 内部标准加入校正法被用来测定不同水样中对硫磷的含量（见表） 。 表 样品结果 相对回收率作为样品液相微萃取后与标准溶液浓度有相同加标峰值的加标 峰值比而被计算。不同样品的测量结果列于表。加标样品的相对回收率为 93.8%-104.0%。 .结论 本工作表明基于离子液体的液相微萃取法是一种环保、快速、容易使用的 用于提取水样残留物的技术。随