（环境科学专业论文）环境水样和鱼样中痕量氯霉素的检测新方法研究.pdf

广东t 业人学t 学硕l ：学位论文 氯霉素残留量的新方法。用水作为微波辅助萃取中的萃取剂，正辛烷作为 h f l p m e 的萃取剂，为鱼体中c a p 残留的检测开辟了一条新的前处理途径。与文 献报道的方法相比，本法操作过程大为简化，分析速度大大加快，不使用有毒的 萃取剂，分析成本显著降低。方法的相关系数( r ) 、回收率、精密度( r s d ) 和 检测限范围分别是0 9 9 2 、9 3 2 ，4 4 6 和0 2 8 8 i _ t g k g 。 关键词：氯霉素，中空纤维液相微萃取，微波辅助萃取，气相色谱法，水样，鱼 样 i i a b s t r a c t a b s tr a c t i nr e c e n ty e a r s ，s o m ed e v e l o p e dc o u n t r i e sh a v es e tan u m b e ro ft e c h n i c a lt r a d e b a r r i e r sf o ri m p o r t e da q u a t i cp r o d u c t sf r o mc h i n ad u et os o m ea n t i b i o t i c sl i k e c h l o r a m p h e n i c o l ( c a p ) w e r ed e t e c t e di nt h ef i s h e s i no r d e r t oo v e r c o m et h eb a r r i e r s ， i ti so fg r e a ti m p o r t a n c et od e v e l o ps e n s i t i v ea n a l y t i c a la p p r o a c h e sf o rd e t e c t i o no f c a pi nf i s h p o n dw a t e rs a m p l ea n df i s hs a m p l e s i n c ec a pi su s u a l l yp r e s e n t sa ta v e r yl o wc o n c e n t r a t i o na n dv a l 矗o u sc o m p o n e n t sc o e x i s t i n g i nt h e s e s a m p l e s ， p r e c o n c e n t r a t i o na n ds e p a r a t i o np r o c e d u r e sp r i o rt ot h ei n s t r u m e n t a ld e t e r m i n a t i o ni s ak e ys t e pi nt h ea n a l y s i s i nt h i st h e s i s ，t w on e wm e t h o d sf o ra n a l y s i so ft r a c ec a pi nw a t e ra n df i s hw e r e d e v e l o p e d ，w h i c ha r es e n s i t i v e ，a c c u r a t e ，s i m p l e ，r a p i da n dl e s sr e a g e n tc o n s u m p t i o n t h et h e s i sc o n t a i n st h ef o l l o w i n gf o u rp a r t s ： 1 t h ec a p ss t r u c t u r ea n dc h a r a c t e r i s t i c sa r es u m m a r i z e d ，a n ds o m et r a d i t i o n a l m e a n sf o ra n a l y s i so fc a pa r ei n t r o d u c e di nt h et h e s i s b e s i d e s ，t h et h e o r e t i c a lb a s e s ， o p e r a t i o nm o d e s ，i n f l u e n c i n g f a c t o r sa n da p p l i c a t i o n so fm i c r o w a v ea s s i s t e d e x t r a c t i o n ( m a e ) a n dl i q u i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ( l p m e ) a r ea l s op r e s e n t e d 2 t h em e t h o df o ra n a l y s i so fc a pi nw a t e ru s i n gg a sc h r o m a t o g r a p h y ( g c ) w i t h e l e c t r o nc a p t u r ed e t e c t i o n ( e c d ) w a si n v e s t i g a t e d w a ss e l e c t e da sd e r i v a t i n ga g e n t ， a n dt h eo p t i m i z e dp a r a m e t e r sw e r e ：d e r i v a t i n gt e m p e r a t u r eo f6 0 。ca n dr e a c t i o nt i m e o f3 0 m i n t h ed e t e c t i o nl i m i to fc a pw a sf o u n dt ob e17 6 2 9 9 l 3 an e wt e c h n i q u ef o ra n a l y s i so fc a pi nw a t e rw a sp r o p o s e d ，w h i c hw a sb a s e do n t h ec o m b i n a t i o no fh o l l o wf i b e rl i q u i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ( h f l p m e ) a n dg a s c h r o m a t o g r a p h y c s h i8w a su s e da se x t r a c t a n tf o rc a pd e r i v a t i v ef r o mw a t e r v a r i o u s p a r a m e t e r sw e r ei n v e s t i g a t e di nd e t a i l ，i n c l u d i n gt e m p e r a t u r e ，s t i r r i n gt i m e ，s t i r r i n g r a t ea n ds a l te f f e c t t h er e c o v e r yw a sf o u n dt ob e9 9 5 6 w i t hr s d ( n = 10 ) o f 2 8 0 7 9 1 a n dd e t e c t i o nl i m i tw a s1 5 5 9 9 l t h ec a pc o n t e n ti nw a t e rs a m p l e s f r o mt w of i s hp o n d si np a n y ud i s t r i c t ，g u a n g z h o u ，w a sa n a l y s e db yt h ep r o p o s e d m e t h o d 4 an e w t e c h n i q u ef o ra n a l y s i so fc a p i n f i s hw a sp r o p o s e d ，w h i c hw a sb a s e do nt h e c o m b i n a t i o no fm a e ，h f l p m ea n dg c e c d w a t e rw a su s e df o rm a eo fc a pi n f i s hs a m p l e ，u s i n gad o m e s t i cm i c r o w a v ef u m a c e t h ea f f e c t i n gf a c t o r sw e r e e x a m i n e d s o m ev a l u a b l ei n i t i a lr e s u l t sw e r eo b t a i n e d t h er e c o v e r yw e r e9 3 2 w i t h 广东t 业人学t 学硕l j 学位论文 r s d ( n = 5 ) o f 4 4 6 ，a n dd e t e c t i o nl i m i tw a s0 2 8 8 p g k g k e yw o r d s ： c h l o r a m p h e n i c o l ，h o l l o w f i b e r l i q u i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o n ， m i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o n ，g a sc h r o m a t o g r a p h y , w a t e rs a m p l e ，f i s hs a m p l e i v 攻读学位期间发表的论文 独创性声明 秉承我校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导 师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注 和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不包含本人 或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同行对本研究工作所做的任何贡献均己 在文中作了明确的说明，并表示谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的，论文 成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 6 5 指导教师签字：期 论文作者签字：赵静 2 0 0 8 年5 月2 1 日 第一章绪论 第一章绪论 我国水产品年出口额约占农产品出口总额的2 5 左右，居农业之首。但是， 近年来一些国家纷纷针对我国水产品生产中存在的食品安全问题，设置技术性 贸易壁垒，提高水产品质量安全的门坎，使我国水产品出口贸易受到一定的限 制”j 。例如，日本作为我国水产品的主要出口国，近年来所设关卡障碍越来越多， 对进口水产品的检验要求越来越严。日本对水产品安全卫生指标有明确的规定， 禁用药物如氯霉素、孔雀石绿、双呋喃唑酮、氯羟吡啶和阿伏霉素等抗生素不得 检出。韩国作为我国第二大水产品出口国，对水产品的要求也是很高的。对进口 水产品的激素、农药残留、重金属及其它有害物质等的含量标准也都有严格甚至 是苛刻的规定。美国食品药物管理局( f d a ) 对动物源性食品( 包括水产品) 中要 抽查检狈j 2 2 1 类农药、抗生素、兴奋剂类残留，禁止在动物源性食品中使用的药 物有1 1 种，主要是氯霉素、盐酸克伦特罗、乙烯雌酚、二甲硝基咪唑和硝基咪唑 类、异烟酰咪唑、呋喃西林、呋喃唑酮、磺胺类药、氟乙酰苯醌、糖肽等。香港 禁止在食用动物中使用有氯霉素、克伦特罗、沙丁胺醇、阿伏霉素、己二烯雌酚、 己烯雌酚、己烷雌酚等7 种药物，限制使用的有3 7 种药品。 上述国家和地区制定的药物残留标准将不可避免地对我国水产品进入他们 的市场带来一定的影响，企业必须更加小心谨慎，任何一个环节都不能出现疏 漏，否则将对产业的发展带来不可避免的损失。其中，氯霉素这种广谱类抗生素 药物更是被明文规定在水产品中不得检出。 由于少数养殖户不遵守休药期规定、未能正确使用药物以及质量监督管理体 系的 9 9 9 9 9 ) ，载气流速为l m l m i n ，尾吹气3 0m l m i n ； 以保留时间定性，峰面积定量。 2 3 实验步骤 2 3 1 标准样品溶液的配制 1 用电子天平准确称量2 5 m g 的氯霉素标准品，置于5 0 m l 的容量瓶中，加丙 酮溶解并稀释至刻度，定容，作为贮备液，置于冰箱中4 。c 下保存，根据需要时， 再配制成合适的浓度。 2 l 广东t 业人学t 学倾 ：学位论义 2 吸取一定体积贮备液于容量瓶中，用正己烷稀释至合适的浓度，作为工作 液。 2 3 2 衍生化 1 分别吸取一定体积的工作液于烧瓶中，加入1 0 0 p l 的三甲基氯硅烷，混合 均匀后即为所配制的样品溶液。 2 在电热恒温水槽中，开动搅拌器，于6 0 。c 下，反应3 0m i n ，进行衍生化， 将氯霉素转化成其硅烷化衍生物。 2 4 结果与讨论 2 4 1空白样品溶液的色谱图 1 量取一定量的丙酮溶液，加入1 0 0 “l 三甲基氯硅烷，并用正己烷稀释，制 成空白样品溶液。 2 用微量进样器吸取2 虬的空白样品，注入色谱仪中进行分析。 空白样品溶液的气相色谱图如图2 1 所示。可见，在保留时间4 0 8 0m i n 范围内，没有色谱峰出现。保留时间为2 8 5 m i n 的强峰是溶剂丙酮的色谱峰，其 余的峰是试剂中的其它组分与杂质的色谱峰。 色谱 兮： ， i ； 6 |k 二二j 噘? ， 图2 - 1c a p 空白试剂气相色谱图 f i g 2 - 1t h eg a sc h r o m a t o g r a mo f b l a n ks a m p l e 第二章气相色谱法测定水中的痕量氯霉素 2 4 2 衍生化条件的选择 柱前衍生化够3 1 就是在色谱分离前将样品与一定化学试剂发生反应，将样品中 的目标化合物制备成适当的衍生物，然后再用色谱进行分离检测。 ( 1 ) 将一些不适合某种色谱技术的分析的化合物转化成可以用该种色谱技术 分析的衍生物。如某些高沸点、不汽化或热不稳定的化合物不能用气相色谱分析， 通过衍生化可以转化成可以汽化或热稳定的衍生物，然后再用气相色谱分析。 ( 2 ) 提高检测的灵敏度。如气相色谱的电子捕获检测器( e c d ) 对含卤素的 化合物有很高的灵敏度，可以通过衍生化反应将一些化合物接上卤素基团，提高 这些化合物的检出灵敏度。 ( 3 ) 改变化合物的色谱性能，改善分离度。如一些异构体在色谱上很难分离， 通过衍生化反应，使两个异构体生成的衍生物色谱性能产生较大的差异而得到分 离。对一些难分离的物质对，也可以选用某些衍生化试剂，只使其中一个发生衍 生化反应转化成衍生物，两者可得到分离。 色谱中柱前衍生化使用的衍生化反应应满足以下几个条件：( 1 ) 反应能迅速、 定量地进行，反应重复性好，反应条件不苛刻，容易操作。( 2 ) 反应的选择性高， 最好只与目标化合物反应，既反应要有专一性。( 3 ) 衍生化反应产物只有一种， 反应的副产物和过量的衍生化试剂应不干扰目标化合物的分离与检测。( 4 ) 衍生 化试剂应方便易得，通用性好。 不同模式的色谱柱前衍生化的目的有不同的侧重。在气相色谱中柱前衍生化 烷为衍生化试剂。在下面的试验中，主要是试验不同衍生化温度和时间对气相色 谱分析的影响，选择最佳的衍生化条件。 2 4 2 1衍生化的温度的影响 用浓度为0 0 5 p g m l 的标准溶液进行最佳温度的实验，其在不同温度下的峰 面积值见表2 1 所示。 表2 1 不同衍生化温度下c a p 的峰面积 t a b 2 1t h ep e a ka r e ao f c a pd e f i v m i v ea td i f f e r e n tr e a c t i o nt e m p e r a t u r e 广东t 业人学t 学硕i ：学位论义 根据上述数据，绘制温度对衍生结果的影响曲线，如图2 2 所示。 图2 - 2c a p 衍生化反应温度对衍生结果的影响 f i g 2 - 2 t h ee f f e c to fr e a c t i o nt e m p e r a t u r eo nd e r i v a t i z a t i o no fc a p 显而易见，随着温度从3 0 开始上升，衍生化程度迅速升高。当温度升至 5 0 c 后，曲线变得较为平缓，尤其是从6 0 到7 0 。c ，已经出现平台，这意味着 在此温度下，衍生化过程业已完成，氯霉素已经全部转化成其相应的硅烷化衍生 物，因此，本实验的衍生化的温度选为6 0 c 。 2 4 2 2 衍生化的时间的影响 用浓度为0 0 5 u g m l 的标准溶液进行最佳时间的实验，在6 0 。c 下，不同时 间对应的峰面积值如表2 2 所示。 表2 - 2 不同衍生化时问下c a p 的峰面积 t a b 2 1t h ep e a ka r e ao fc a pd e r i v a t i v ea td i f f e r e n tr e a c t i o nt i m e 根据上述数据，绘制反应时间对衍生效果的影响曲线，如图2 2 所示。 第一二章气相色谱法测定水中的痕量氯耀素 图2 3氯霉素衍生化反应时间对衍生结果的影响 f i g 2 3 t h ee f f e c to fr e a c t i o nt i m eo nd e r i v a t i z a t i o no fc a p 从以上结果可以看出，在1 0 ，- 3 0m i n # l ，氯霉素衍生物生成量随着时间延长而 增加，而后就不再增加。本实验中选用的最佳时间为3 0 m i n 。 2 4 3 标准曲线 ( 1 ) 取一定量已配制好的c a p 溶液，分别配成质量浓度为0 o l i t g m l ，0 0 3 i 上g m l ，0 0 5 b t g m l ，0 0 8 v g m l ，0 1 i _ t g m l 的c a p 标准溶液。 ( 2 ) 分别加入1 0 0 虬三甲基氯硅烷充分混合。 ( 3 ) 在恒温水浴下进行衍生化。衍生化的时间为2 0 3 0 m i n 。 ( 4 ) 用微量进样器分别抽取上述已配好的标准溶液l 儿，直接进入气相色 谱仪中进行检测，试验结果见表2 4 和图2 - 4 ，2 - 5 所示 表2 4 不i 司浓度氯霉素标准溶液的衍生物峰面积 t a b 2 4t h e p e a ka r e ao fc a p d e r i v a t i v ea td i f f e r e n ts t a n d a r ds o l u t i o n c o n c e n 仃a t i o n 广东t 业人学t 学硕i ：学位论文 色谱 八 7 r l 八瓜，k 一 几 ， 一 图2 - 4 氯霉素标准溶液的色谱图( 0 0 5 肛g m 1 ) f i g 2 4t h ec h r o m a t o g r a mo f c a p s t a n d a r ds o l u t i o n ( 0 0 5 r t g m 1 ) 对照试剂空白的气相色谱图( 图2 1 ) ， 可以非常清楚的看到：图2 4 中的 峰l 即为氯霉素的衍生物的色谱峰，其保留时间为5 8 5 m i n 。 以色谱峰面积对氯霉素标准溶液的浓度作图，得图2 5 。 图2 - 5 氯霉素的标准衍生化溶液的标准曲线 f i g 2 5 t h es t a n d a r dc u r v e sf o rc a p 由图2 5 - i 见，c a p 的回归方程式为：y = 3 9 4 9 9 4 x + 3 5 0 4 8 ，相关系数为：0 9 9 6 。 以上数据说明，采用气相色谱分离署 1 e c d 检测氯霉素具有很高的灵敏度和良好的 线性相关性。 2 4 4 回收率、精密度和检测限 2 4 4 1 回收率与精密度 第二章气相色谱法测定水中的痕量氯霉素 试验用样品溶液为0 0 5h g m l 浓度的标准液，试验方法与2 4 3 相同。研究结 果见表2 5 ，从表中可知，氯霉素的精密度数据【8 4 】。 表2 5 氯霉素的回收率与精密度 t a b 2 5t h er e c o v e r ya n dp r e c i s i o no fa n a l y t i c a lr e s u l t so fc a p s 注：s ：标准差；r s d ：相对标准差 2 4 4 2 检测限 检测限是检测器恰能产生三倍于噪声信号时进入到色谱柱的最小物质量 计，公式为：d = 3 n s ，d 的值越小说明仪器的灵敏度越高 8 5 - 8 7 1 。试验用样品溶 液为0 0 5 i _ t g m l 浓度的标准液，试验方法与2 4 3 相同。研究结果见表2 - 6 ，从表 中可知，氯霉素的检测限为1 7 6 2 肛g l 。 表2 - 6 氯酶素的检测限 t a b 2 6 d e t e c t i o n1 i m i t so fc a p 注：d 为检测限；n 为空白值；s 为响应值或戍答值 2 5 气相色谱仪的维护 一般来说，只要沸点在5 0 0 。c 以下，热稳定性良好的物质，原则上都可以采 用气相色谱法。氯霉素分子含有硝基和两个氯原子，有很强的电子亲和性，因 此常用电子俘获检测器测定这种抗生素，能获得很高的灵敏度。但随着g c 不断运 行，需要定期对其进行维护和检修。 1 进样垫的检修和维护。当注入次数达到1 0 0 次时，如不及时更换进样垫， 就可能出现鬼峰，并且使得保留时间、面积的重现性变差。 2 7 广东t 业人学- 丁学硕卜学位论文 2 毛细管柱的维护。汽化室内残留的c p a 经一段时间的运行后，会进入到 毛细管柱从而造成污染，引起灵敏度下降、严重拖尾等现象，处理方法有：( 1 ) 柱的老化。使柱温度上升到柱的最高使用温度，检测器温度高于柱温2 0 - 5 0 ， 老化1 2 h ；( 2 ) 如方法( 1 ) 不能去除污染，可切除毛细管柱前端1 0 - - 3 0 c m 臣p 可( 使用可将柱的切口切成直角的的专用毛细管切割刀具) 。( 3 ) 用溶剂清洗。 在柱内流动少量有机溶剂，溶解高沸点成分后去除。( 溶剂的流动方向，由柱检 测器侧向注入口侧。数m 1 的已烷、氯仿、丙酮等。注意：毛细管柱的化学结合率 通常不到9 0 ，因洗掉了未化学结合的液相部分，保留时间和分离部分有可能会 发生变化。) 3 吹扫过滤管堵塞。堵上进样口，运行g c 2 0 1 4 ，在气相色谱界面上关掉i n j ( 进样口) ，不断提高f l o w ( 流速) 设置，看运行时载气流速与压力是否能达 到设置值，如达不到则表明吹扫过滤管堵塞，可更换吹扫过滤管。 4 检测器的温度要高于柱温，防止色谱柱里的固定液及其它的挥发性物质在 放射源上沉积，污染检测器，使灵敏度下降泌川。 5 毛细管柱的老化洚引。当气相色谱仪长时间没有使用或更换了新的色谱柱 后，需要对色谱柱进行老化。气化室或柱须充分老化，装在柱上的石墨压环也需 使用经老化过的。为避免e c d 池污染，检测器的温度需比柱温高2 0 5 0 。c 以上。 ( 1 ) 在比最高分析分析温度高2 0 。c 或最高柱温的条件下老化柱子2 小时，如 果在高温1 0 分钟后背景不下降，立即将柱子降温后并检查柱子是否有泄漏。 ( 2 ) 如果用密封垫圈的话，老化后要重新检查密封程度。 2 6 本章小结 本章采用了气相色谱法进行制作c a p 的标准曲线的方法，对气相色谱的适 宜工作条件进行了探讨，结果总结如下： 1 用气相色谱检i 贝i c a p 时，在色谱图上可以确定保留时间为5 8 0 3 m i n 时的峰 为c a p 衍生物的色谱峰。 2 在气相色谱工作时采取程序升温( p t v ) 的方式【8 9 】，初始柱温不能太高， 高于1 5 0 会影响峰的分离。 3 在本实验中，因选用0 2 5 1 a m 内径的毛细管柱，分留比不能太小，若小于 第：章气相色谱法测定水中的痕量氯霉素 2 0 ：l ，则拖尾峰明显。作者选用的分留比为3 0 ：l ，效果较好。e c d 的检测器温度 在3 0 0 3 5 0 。c 对c a p 检测的灵敏度不影响。本方法中检测器的温度选择了3 0 0 。c ， 分离效果较好。 4 进样挚在使用次数超过1 0 0 次后要及时更换，以防止发生漏气现象，造成 灵敏度下降。同时进样量的大小对定性、定量分析结果产生直接影响，进样量大， 保留时间位移，峰变宽，而且峰形不好，组份之间的分离情况变坏，因此在本实 验中进样量定为1 - 2 儿。 5 选用三甲基氯硅烷作为氯霉素的衍生化试剂，详细考察了衍生化温度、 衍生化时间对衍生结果的影响，确定了最佳的衍生化条件为：温度：6 0 。c 、时间： 3 0 m i n 。 6 采用气相色谱分离和e c d 检测氯霉素，标准曲线的回归方程式为： y = 3 9 4 9 9 4 x + 3 5 0 4 8 ，相关系数为：0 9 9 6 。这些数据说明，该法具有很高的测定灵 敏度，且在实验的浓度范围内有良好的线性相关性。 广东t 业人学t 学硕i ：学位论文 第三章中空纤维液相微萃取一气相色谱法测定水 样中的痕量氯霉素 3 1 引言 样品前处理主要是实现待测物分离、纯化、富集的目的，减少其他物质或杂 质等带来的影响，便于后续分析【州。它是目前环境样品分析的瓶颈，制约着痕量、 超痕量环境污染物检测的发展，是环境样品分析监测研究的难点和热点问题之 一。因此，要求分析技术和分析仪器具有灵敏度高，检测限低，准确性好等特点。 面对日益复杂的环境污染物分析对象及国际贸易与技术壁垒，要求进行g g k g 甚 至p g k g 数量级的样品分析，采用现代分析仪器直接测定往往比较困难，因此需 要借助样品前处理技术与之相配合。尽管如此，目前大多数的样品前处理过程还 是通过传统的方法如：索式提取、液液萃取、固相萃取、层析等来完成，但这些 方法具有操作步骤繁多、劳动强度大、时间周期长、使用大量的有毒挥发性的有 机溶剂、容易损失样品、产生较大误差、费用高等弊端。因此，开展样品前处理 方面的研究具有极为重要的意义。 近年来，发展迅速的液相微萃取( l p m e ) 作为一种新的样品前处理技术瞄引， 采用l 数量级的溶剂萃取样品中的待测物，然后将萃取液进行分析测定。其中 中空纤维液相微萃取( h f l p m e ) 更是克服传统的单滴液相微萃取( s d l p m e ) 的种种缺点，正越来越受到环境分析工作者的关注与青睐。 中空纤维液相微萃取技术( h f l p m e ) ，即将萃取溶液放入多孔的疏水性中 空纤维管中，再将其插入样品溶液中进行萃取。中空纤维用于保护和容纳有机溶 剂，液相微萃取是在多孔的中空纤维腔中进行，并不与样品溶液直接接触，从而 避免了溶剂容易损失的缺点；同时由于中空纤维管上的多孔性，增加了溶剂与样 品接触的表面积，从而提高了萃取效率；而且由于大分子、杂质等不能进入中空 纤维孔，因此还具有s p m e ( 固相微萃取) 、s d m e ( 悬滴微萃取) 不具备的突 出的样品净化功能，适用于复杂基质样品的直接分析。h f l p m e 可在多种模式 下操作，适用底物的范围较广，具有较高的富集率和灵敏度。此外，中空纤维是 一次性使用的，避免了s p m e 中可能存在的交叉污染问题。h f l p m e 所需要的 第三章中窄纤维液相微萃取气相色谱法测定水样中的痕昔氯霉素 有机溶剂很少( 几至几十微升) ，所以是一种环境友好的样品前处理新技术，在痕 量分析领域具有广泛的应用前景。 本章利用疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜作为液相微萃取的溶剂载体，结合气 相色谱- - e c d 分离分析，对水样中的c a p 进行了检测，得到了较满意的结果。该 方法具有简便、快速、灵敏度高、检测限低、重现性好、所需有机溶剂非常少等 特点。 3 2 实验试剂与仪器 3 2 1 实验试剂 氯化钠基准试剂，广州化学试剂厂 丙酮分析纯，天津市富宇精细化工有限公司 正辛烷分析纯，天津市福晨化学试剂厂 三甲基氯硅烷( 含量在9 9 0 以上) 上海航宇化学试剂有限公司 氯霉素标准品由广州市药检所提供 3 2 ，2 实验仪器 微量进样器 g c - 2 0 1 4 气相色谱仪 f t - p 的聚偏氟乙烯中空纤维膜 d f 一1 0 i s 集热式恒温加热磁力搅拌器 j b - 3 型定时恒温磁力搅拌器 f a l1 0 4 n 电子天平 3 2 3 实验的色谱条件 上海高鸽工贸有限公司 日本岛津有限公司 天津膜天膜科技有限公司 巩义市英峪予华仪器厂 上海雷磁新泾仪器有限公司 上海民桥精密科学仪器有限公司 通过对色谱条件的不断摸索，确定g c e c d 的色谱条件为： 色谱柱：s p b t m 1 ( 3 0 m ，0 2 5 m m 0 2 5 9 m ) 毛细管色谱柱； 进样口温度：2 6 0 。c ； 广东t 业人学t 学硕十学位论文 检测器温度：3 0 0 ； 柱温：初始温度5 0 。c ，保持2 m i n ，以5 。c r a i n 升温至1 0 0 。c ，并维持3 m i n 再 以3 0 。c m i n 升温至2 8 0 。c ，并维持5 m i n ； 载气：高纯n 2 ( 纯度9 9 9 9 9 ) ，载气流速为1 m l m i n ，尾吹气3 0m l m i n ；以 保留时间定性，峰面积定量。 3 3 实验步骤 3 3 1 标准样品溶液的配制 1 用电子天平准确称取0 0 5 9 的c a p 标准样品，置于l o o m l 的容量瓶中， 加丙酮溶解并稀释至刻度，配成5 0 0 9 9 m l 的标准溶液，放入冰箱中作为贮备液 以供使用。 2 吸取一定量的贮备液于2 5 m l 的容量瓶中，加丙酮稀释成l o g g m l 的标准 溶液。 3 在l o l x g m l 的标准溶液中加入2 m l 的三甲基氯硅烷作为衍生化试剂，在 6 0 。c 的恒温水浴中加热2 5 m i n ，使c a p 能充分衍生化。 4 分别吸取一定量的已衍生过的步骤3 中的标准溶液于5 0 m l 的烧瓶中，通 过几次加蒸馏水的稀释过程，分别配成浓度为o 0 1 9 9 m l ，0 0 3 i - t g m l ， 0 0 5 1 x g m l ，0 0 8 r t g m l ，0 1 l x g m l 的样品溶液。 3 3 2( 中空纤维一液相微萃取) h f - l m p e 的过程 h f - l p m e 的一般操作步骤如下：( 1 ) 吸取一定量的有机溶剂于微进样器内； ( 2 ) 将一定规格的中空纤维固定在微进样器的针端后浸入有机溶剂中，使其壁 内微孔注满有机溶剂；( 3 ) 将微进样器连同中空纤维按图3 1 【9 1 1 形式浸入待测水 样，按下微进样器塞，打开磁搅拌器；( 4 ) 萃取一定时间；( 4 ) 吸回有机溶剂直接 进行色谱分析。 3 2 第三章中空纤维液相微萃取气相色谱法测定水样中的痕量氯霉素 图3 1 单进样器h f - l p m e f i g 3 - 1 t h ef i g u r eo f h f l p m e 在本实验中，将5 0 m l 的样品溶液放置在l o o m l 烧杯中，用微量进样器吸取几儿 的正辛烷注射到疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜腔内，将注满了正辛烷的中空纤维 膜两端封死，放入样品溶液中，开动磁力搅拌器，加热搅拌到指定时间后，再将 中空纤维膜拿出，剪掉膜两端烧结处，将微量进样器针头插入中空纤维膜腔内， 慢慢抽回正辛烷直接进入气相色谱中进行检测，进样量为2 p - l 。气相色谱分离分 析c a p 的色谱条件和实验方法与2 4 3 相同。 试验用f t p 的聚偏氟乙烯中空纤维膜要先经石油醚浸泡1 2 天，使其成为 疏水膜。f t p 的聚偏氟乙烯中空纤维膜为一次性使用材料，其膜内径外径： 0 6 5 r a m 1 0 m m ，壁厚1 5 0 p m ，孔壁直径0 2 岫。具体的萃取过程见图3 - 2 9 2 】所示。 图3 - 2中空纤维液相微萃取示意图 f i g 3 - 2l i q u i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o nu s i n gt h eh o l l o wf i b e r 广东t 业人学t 学硕i l ：学位论文 3 3 3h f - l m p e 萃取水样中氯霉素后的色谱图 用微量进样器分别抽取经过上述过程处理过的正辛烷萃取液2 儿，直接进入 气相色谱中进行检测，得到气相色谱图，如图3 - 3 所示。 谱 图3 3 中空纤维液相微萃取水样中的氯霉素的色谱图 f i g 3 3 1 1 1 ec h r o m a t o g r a mo fc a pd e r i v a t i v ee x t r a c t e df r o mw a t e r u s i n g h f - l p m e ( 0 0 5 1 x g m lo fc a p ) 与未进行中空纤维液相微萃取的色谱图( 图2 4 ) 相比较，可以清楚地看 到：色谱峰的数目明显地减少了，这显然有利于氯霉素的色谱分析。 3 4 结果与讨论 3 4 1 中空纤维材料的选择 中空纤维是l p m e 技术的核心部分，要求既具有厌水性，又与有机溶剂相容性 好。本实验采用f t p 的聚偏氟乙烯中空纤维，内径外径：0 6 5 m m 1 0 m m ，壁厚 1 5 0 i t m ，孔壁直径0 2 1 - t m 。f t - p 的聚偏氟乙烯中空纤维在使用前浸入有机溶剂5s 或l os ，每只中空纤维只使用一次，避免因多次使用造成污染，影响萃取效果。图3 4 是中空纤维的纵向剖面结构刚3 1 1 。 第j 章中空纤维液相微萃取气相色谱法测定水样中的痕量氯霉素 目标分析物吸收 i 霞 纤维孔 图3 - 4中空纤维的纵向剖面结构 f i g 3 - 4l e n g t h w a y ss e c t i o ns t r u c t u r eo fp o r o u sh o l l o wf i b e r 3 4 2 实验条件的选择 h f l p m e 实验过程中，有许多因素直接影响着气相色谱的测试结果。在下面 的试验中，分别对萃取剂的种类、盐效应、温度、搅拌时间、搅拌速度等影响因 素进行了研究和讨论。 3 4 2 1 萃取剂的种类 有机萃取剂的选择是l p m e 技术的关键问题。首先，萃取剂在水中的溶解度 要小，避免溶解在水样中；挥发性要小，在萃取操作过程中的挥发量要尽量少； 对目标物要有高选择性。其次，溶剂应与纤维材料极性相似，使其容易固定在纤 维孔中。本实验分别对正己烷、正辛烷、正辛醇作为萃取溶剂的效果进行了实验。 其结果见表3 1 所示。 表3 - 1 不同溶剂对c a p 峰面积检测的数据 t a b 3 1t h ep e a ka r e ao fc a p u s i n gd i f f e r e n ts o l v e n t s 由上图的实验数据可知，在使用的三种溶剂中，正辛烷的对c a p 的萃墩效果 要明显比正己烷和正辛醇好，所以选取正辛烷作为最佳的有机溶剂。 3 5 广东t 业人学t 学硕l j 学位论文 3 4 2 2 盐效应 通过向5 0 m l 样品溶液中加入不同量的n a c l ：6 9 、7 9 、8 9 、9 9 ，研究用正辛 烷液相微萃取水溶液中的c a p 过程中的盐效应，研究结果见图4 2 。从图中可以 看出，向5 0 m l 样品溶液中加入6 - - 一8 9 n a c l 时，c a p 的检测峰面积都是不断增加 的，而当n a c l 投加量接近8 9 时，峰面积增加缓慢，当超过8 9 后，峰面积出现 下降。其原因可能是：由于c a p 在水中与中空纤维膜正辛烷之间的分配系数受盐 度的影响，当提高盐度发生了盐析等反应，降低了c a p 在水溶液中的溶解度，推 动了c a p 进入中空纤维膜腔内，从而提高了正辛烷的萃取效率。当盐在样品溶液 中达到一定浓度时，正辛烷对c a p 的吸附过程达到了平衡状态。随着盐度的进一 步增加，平衡状态被打破，反而降低正辛烷的萃取效率。因此，选择在5 0 m l 样 品溶液中加入8 9 n a c l 为最佳盐投入量。 图3 5盐效应对氯霉素峰面积的影响 f i g 3 5 s a l te f f e c to nt h ep e a ka r e ao fc a pd e r i v a t i v e 3 4 2 3 温度的影响 由于测定对象是水中的c a p ，采样温度应小于1 0 0 ，因为太高的平衡温度 会导致水蒸汽进入到正辛烷中，从而最终被带入气相色谱中，影响气相色谱系统。 本实验分别测2 5 、3 5 。c 、4 5 c 、5 5 时正辛烷萃取5 0 m l 浓度为0 0 3 m g l 的 水溶液中c a p 的检测峰面积，结果见图4 - 3 。从图4 - 3 可看出，在温度范围在2 5 - 3 5 时，随着温度的升高，峰面积不断增大。其原因可能是随着温度的升高， c a p 分子在水样中扩散速度加快，缩短了j 下辛烷的萃取平衡时间，提高了萃取效 3 6 第三章中窄纤维液相微摹取一气相色谱法测定水样中的痕量氯霉素 率。但在3 5 。c 之后，由于萃取平衡是放热反应，温度升高会降低正辛烷对组分 的吸附能力，降低萃取效率。故选择3 5 。c 为最佳温度。 图3 6温度对氯霉素峰面积的影响 f i 9 3 6 t h ee f f e c to ft e m p e r a t u r eo nt h ep e a ka r e ao fc a pd e r i v a t i v e 3 4 2 4 萃取时间的影响 萃取时间( 即h f - l p m e 萃取时间) 主要由平衡过程所决定，当c a p 在水相、 气相与正辛烷相之间的分配达到平衡以后，理论上增加萃取时间对其影响并不是 很大。本试验设定采样温度为3 5 ，分别测定搅拌时间为1 0 m i n 、2 0 m i n 、2 5 m i n 、 3 0 m i n 、4 0 m i n 时用含l o l l 正辛烷的中空纤维膜富集5 0 m l 浓度为0 0 3 m g l 的水 溶液中的c a p 的检测峰面积，具体见图4 4 。由图4 - 4 可看出随着搅拌时间的增 加，峰面积增大，3 0 m i n 之后，峰面积基本趋于平稳，表明正辛烷对水中c a p 的 萃取已达到平衡状态，故将3 0 m i n 作为最佳搅拌时间。 3 7 广东t 业人学t 学硕十学位论文 图3 - 7 搅拌时间对氯霉素峰面积的影响 f i g 3 7t h e e f f e c to fs t i r r i n gt i m eo nt h ep e a ka r e ao fc a pd e r i v a t i v e 3 4 2 5 搅拌速度的影响 搅拌可以提高c a p 衍生物逸出水样向正辛烷的扩散速率，缩短达到平衡的 时间，从而提高了萃取效率。试验设定采样温度为3 5 ，搅拌时间为3 0 m i n 时， 分别测定搅拌速度为7 5 0 r m i n 、1 0 0 0 r m i n 、1 2 5 0 r m i n 、1 5 0 0 r m i n 时正辛烷 富集5 0 m l 0 0 3 m g l 的水溶液中的c a p 检测峰面积，具体见图4 5 。从图中可以 看出，随着搅拌速度的加快，c a p 的检测峰面积逐渐增大，因此选择1 2 5 0 r m i n 为最佳搅拌速度。 图3 8 搅拌速度对氯霉素峰面积的影响 f i g 3 8 t h ee f f e c to fs t i r r i n gr a t eo nt h ep e a l ( a r e ao fc a pd e r i v a t i v e 3 。4 3 线性范围、精密度和检测限 3 4 3 1 标准曲线与线性范围 分别配制浓度为0 0 1 9 9 m l 、0 0 3 l t g m l 、0 0 5 l t g m l 、0 0 8 p g m l 、0 1 i r t g m l 的氯霉素标准溶液，其配制方法与2 4 3 相同。分别取各浓度样品溶液5 0 m l ，加 入8 9 n a c l ，放置在5 0 m l 烧杯中，用微量进样器吸取1 0 1 x l 。的正辛烷置于中空纤维膜 腔内，两端封死，放入盛有样品溶液的烧杯中。开动恒温磁力搅拌器，控制温度 为3 5 ，搅拌3 0 m i n ，搅拌速度为1 2 5 0 r m i n ，搅拌停止后，拿出中空纤维膜并剪 丌两端，用微量进样器慢慢抽回正辛烷，直接进入气相色谱中进行检测，进样量 3 8 第三章中窄纤维液相微萃取气相色谱法测定水样中的痕量氯霉素 为2 9 l 。试验结果见表3 - 2 和图3 - 9 。 表3 2 中空纤维液相微萃取氯霉素峰面积 t a b 3 2t h ep e