固相萃取_高效液相色谱_质谱法测定污水中糖皮质激素

1、：固相萃取高效液相色谱质谱法测定污水中糖皮质激素谭丽超，懿，葛峰 单正军王（环境保护部南京环境科学研究所 ，南 京 ）（南京农业大学资源与环境科学学院 ，南 京 ）摘 要 建立了同时测定污水中 种糖皮质激素的固相萃取 超高效液相色谱串联质谱 的 分 析 方 法 。 利 用 单因 素实验优化固相萃取影响因素 ：洗 脱 液 、洗 脱 体 积 、水 样 值 及 淋 洗 液 。 在 此 基 础 上 ，进 行 （ ）正 交 实 验 。 通过直观分析和方差分析区分 主 次 因 素 ，确定了最佳固相萃取条件 ：洗脱剂为乙酸 乙 酯 ，洗 脱 剂 用 量 为 ，清 洗 剂 为 甲 醇 。 种糖皮质激素的检出限

2、为 ；在 的 个添加水平范围内的平均回收率为 ，相 对 标 准 偏 差（）小 于 。关 键 词 固 相 萃 取 ；超高效液相色谱 串 联 质 谱 法 ；糖 皮 质 激 素 ；正 交 实 验引言糖皮质激素具有良好的抗炎、抗免 疫、抗毒素和抗休克作用，被广泛应用于疾病的治 疗 与预 防。研 究表明，进入人和动物体内的糖皮质激素有相当一部分随粪、尿等排 泄 物 排 出 ，并 最 终 排 放 进 入 环 境，可 能 对 生 物 体 造 成 危 害 ，如 人 类 生 殖 系 统 疾 病 ，动物生殖功能异常 、雌 雄 同 体 率 以 及 性 比 例 失 调 等。目前 ，有关 污水处理 厂 进出水及其它 样

3、 品中糖 皮质 激素检 测方法的研究 较 多 ，主 要 采 用 固 相 萃 取气 相 色 谱 法 、固 相 萃 取 气 相 色 谱 串 联 质 谱 法 、固 相 萃 取 液相色谱法及固相萃取 液 相 色 谱 串 联 质 谱 法。 优 化 固 相 萃 取 影 响 因 素 时 ，很 多 学 者，仅对部分因素进行了单 因 素实验 ，或 忽 视 了 主 效应 及 各 因 素 之 间 的 交 互 作 用 ；或不 能区分实验结果的差异是由各因素的 水 平 变 化而 导致 ，还 是 由 实 验 的随机 波 动 而 导 致 。 本 实验采用 超高效液相色谱串联质谱法 （）进 行 测 定 ，在 单 因 素 实

4、验 的 基 础 上 ，采 用 （ ）正 交 实 验 优 化 固 相 萃 取 条 件 ，利用直观分析法及方差分析 法 确定 影 响 因 素的 主 次 顺 序 ，运 用 单 因 素 分 析 和 正 交 表 确 定 最佳固相萃取条件 ，并应用于南京市污水处理厂进出口水样的检 测 。实验部分仪 器 与 试 剂 超 高 效 液 相 色 谱 仪 质 谱 仪（公 司 ），配 软 件 ； 超 纯 水 器（美 国 公 司 ）； 微 型 旋 涡 混 匀 器 （上海泸西分析 ）；电 子 天 平（公 司）；氮 吹 仪（ 公 司 ）； 通 道 固 相 萃 取 装 置 （美 国 公 司）； 固 相 萃 取 柱（ ， ，公

5、 司）。甲酸 、乙 腈 和 甲 醇（色 谱 纯 ，德 国 公 司）。 泼 尼 松（，），氢 化 泼 尼 松（，）甲 基 泼 尼 松 龙（，）倍 他 米 松 （，）地 塞 米 松 （，）醋 酸 泼 尼 松 龙 （，），醋 酸 氢 化 可 的 松 （，），均 购 于 公 司 。 取 标 准 品 适 量 ，用 甲 醇 配 成 质 量 浓 度 为 的 标 准 储 备 液 ，于 冰 箱 中 保 存 。样 品 的 采 集 和 处 理采 集 南 京 地 区 个 主 要 污 水 处 理 厂 的 进 出 口 水 样 ，保 存 于 棕 色 瓶 中 ，加 入 甲 醛 ，避 免 微 生 物 降 解 ，于 冰 箱 避

6、光 保 存 。取 水 样 ，调 节 值 ，经 纤 维 滤 纸（ !）过 滤 ，收 集 滤 液 。 以 甲 醇 ， 超 纯 水收 稿 ；接 受本文系环境保护部公益性项目（）资 助 ：分 析 化 学第 卷活 化 固 相 萃 取 柱 。 水 样 以 的 恒 定 流 速 过 柱 ，上 样 完 毕 ，以 超 纯 水 淋 洗 萃 取 柱 ，弃 去 水样 及 淋 洗 液 ；萃 取 柱 于 氮 气 下 吹 干 ；以 乙 酸 乙 酯 洗 脱 ，收 集 洗 脱 液 ，在室 温下以氮气吹干 ；洗 脱 液 以 甲 醇 定 容 至 ，过 ! 微 孔 滤 膜 ，待 分 析 。 分 析 色 谱 柱（ × ， !）

7、；流 动 相 ： 相 为 乙 腈 ， 相 为 甲 酸 溶 液 ，流 速 ；柱 温 ，进 样 量 !。 梯 度 洗 脱 程 序 ： ， ； ， ； ， 。采用 电 喷 雾 离 子 源（ ）。 离 子 源 温 度 为 ，脱 溶 剂 温 度 为 ，脱 溶 剂 气 和 锥 孔 气 为 氮气 ，脱 溶 剂 流 速 为 ，锥 孔 气 流 速 为 ，碰 撞气为高纯氩气 ，采 用 （）多 反 应 监 测 模 式 检 测 。 质 谱 分 析 参 数 见 表 。表 目标化合物的质谱分析参数 母 离 子保 留 时 间（）子 离 子碰 撞 能锥 孔 电 压（）化 合 物（）（）（）沷 尼 松， 氢 化 沷 尼 松 ，

8、 甲 基 沷 尼 松 龙，倍 他 米 松 ， 地 塞 米 松 ，醋 酸 沷 尼 松 龙，醋酸氢化可的松 ， 定 量 离 子（）。结果与讨论单 因 素 实 验糖 皮 质 激 素 极 性 较 小 ，亲 脂 性 好 ，在有机溶剂中的溶解度较大 ，所 以 选 择 甲 醇 、乙 腈 、乙 酸 乙 酯 、二 氯甲 烷 和 正 己 烷 进 行 洗 脱 。 由 图 可 知 ，乙 酸 乙 酯 为 洗 脱 液 时 ，目 标 化 合 物 回 收 率 较 高 。 由 图 可 知 ，乙酸 乙 酯 为 洗 脱 液 的 体 积 为 时 ，目标化合物回收率最佳 。图 洗脱液对回收率的影响 ； ； ； ； 第 期谭 丽 超 等

9、 ：正交实验优化固相萃取测定污 水 中糖 皮 质 激 素图 洗脱体积对回收率的影响 ； ； ； ； 样 品 溶 液 值对所选择的 吸 附剂可能造成影响 ， 值 过 高 或 过 低 ，均 可 能 使 吸 附 效 率 降 低 甚 至 破 坏 吸 附 剂 。 由 图 可 知 ， 时 ，多数目标物的回收率高达 ，因 此 确 定 最 佳 。图 水 样 值对回收率的影响 ； ； ； ； 污 水 样 品 基 质 比 较 复 杂 ，浊 度 较 高 ，洗 脱 之 前 对 固 相 萃 取 柱 进 行 淋 洗 是 必 要 的 。 图 结 果 显 示 ，以 甲 醇 作 为 淋 洗 液 ，净 化 效 果 好 。图 淋洗

10、液对回收率的影响 ； ； ； ； 正 交 实 验为了 分析主效 应及各因素间的交互作用 ，根据单因素实验结果，进 行 （ ）正 交 实 验，每 个 实 验 平行次。保 留 时 间 最 长 的 化 合 物 ，一 般也是最后被洗 脱 下 来 ，该 化 合 物 的 回 收 率 符 合 要 求 ，即 认 为 所 有 类分 析 化 学第 卷表 （）正 交 实 验 结 果固 醇 激 素 能 够 被 有 效 洗 脱 ，所 以 选 择保留 时 间 最 长 的 醋 酸 氢 化 可 的 松 为代 表 进 行 正 交 实 验 。 结 果 见 表 。在表中，、 和 分别表示在 各因素各水平下所得回收率的平均值。本研究

11、用平均回收率的极差 （极差最大值最小值）反映各因素的水平变 动对实验结果的影响。通过直观分析可见，醋酸氢化可的松最大影响因素是 洗脱液，其次为洗脱体积、淋洗液和值； 取第水平，、 取第水平，取第水平。方差分析时，必须估计随 机误差，而随机误差是通过正交表上空白列得到的。该空白列在方差分析中常被（）序 号回 收 率（）洗 脱 液洗 脱 体 积（）淋 洗 液 ：，；，；，；，；， ；， 称为误差列。在本次统计中， 和 均为处理因素，这种实验设计未考虑实验误差。从表可见，因素 的离均差平方和最小，对整个实验结果影响最小，因而将其作为误差估计，用以检验其它因素作用的显著性。由表可见，和 因素均有统计学

12、意义，且影响次序为 。按方差分析法的观点，只需对有 显著影响的因素选择最佳水平，而其它对实验结果影响较小的因素则可按实际需要选择适当的水平。因此， 本实验中各因素的最佳搭配为 ，即洗脱液为乙酸乙酯，洗脱体积为 ，淋洗液为甲醇。方差 分析与直观分析得到最佳条件相同，证明了正交实验的合理与可操作性。表 方 差 分 析 表 方 差 来 源离 均 差 平 方 和 自 由 度均 方 值显 著 值 误 差 （）方 法 线 性 方 程 和 检 出 限配 制 ! 的 系 列混合标准溶液 ，在 选 定 的色谱 和质谱条件下 进 行 测 定 。 分 别 以 选 定 的 定 量 离 子 峰 面 积 对 糖 皮 质

13、激 素 含 量（!）作 标 准 曲 线 ， 种 糖 皮 质 激 素 的 线 性 方 程 、相 关 系 数 、检 出 限（以 倍 信 噪 比 计）和 定 量 限（以 倍 信 噪 比 计）见 表 ， 色 谱 图 见 图 。表 目标化合物的线性回归方程 、决 定 系 数 、检出限和定量限 ， （） （） 检 出 限定 量 限化 合 物线 性 方 程相 关 系 数（）（） 图 种糖皮质激素的 色 谱 图 第 期谭 丽 超 等 ：正交实验优化固相萃取测定污 水 中糖 皮 质 激 素加 标 回 收 率 与 精 密 度 实 验取 污水，进行添加回收实验，回收率与相对标准偏差见表。在的个添加水平范 围内的平均

14、回收率（每个添加浓度平行测定次）为；相对标准偏差（）小于。表 污 水 中 种糖皮质激素的回收率和精密度结果 加 入 量 加 入 量 加 入 量 化 合 物回 收 率回 收 率回 收 率 （ ） （） （ ） （ ，） （ ） （） 样 品 分 析应用 本 方 法 测 定 南 京 地 区 个污水处理厂进 、出口水样中糖 皮 质 激 素 含 量 ，结 果 见 表 。 污 水 处 理 前后 都存 在一定浓 度的糖皮质激素 ；泼尼松检出浓度较高 ，在 ! 范 围 之 间 ；所 有 水 样 均 未 检 出 醋 酸 泼 尼 松 龙（）和 醋 酸 氢 化 可 的 松（）。表 各污水处理厂进 、出 口 水 样

15、 中 种糖皮质激素检出浓度 （） （） 目标化合物浓度 （!）化 合 物 进 水出 水进 水出 水进 水出 水进 水出 水 ：未 检 出（）；：。 ， ， ， ，（）：徐 维 海 ，张 干 ，邹 世 春 ，李 向 东 ，李 平 ，胡 朝 晖 ，李 军 环 境 科 学 ，（）： ， ，（）：，： ，： ， ，（）： ， ， ，（）： ，（）： ， ， ， ， ， ， ，（）：徐 锦 忠 ，张 晓 燕 ，丁 涛 ，吴 斌 ，沈 崇 钰 ，蒋 原 ，刘 飞 分 析 化 学 ，（）：， ， ，（）：分 析 化 学第 卷 ， ， ，（）：黄 成 ，姜 理 英 ，陈 建 孟 ，陈 效 色 谱 ，（）： ，

16、 ，（）： ， ， ， ， ， ，（）：王 超 ，马 强 ，王 星 ，武 婷 ，白 桦 ，郝 楠 ，王 军 兵 分 析 化 学 ，（）： ， ， ， ， ，（，）（，） （） （） ， ， ， （ ） ： ， ， （） （ ） ， ! （） ， （）； ；（ ； ）櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫櫫等离子体发射光谱分析（第 二 版 ，）该书系统地介绍了 光谱基本技术和知识（ 光 源 特 性 、定性分析及定量分析方法 、分析条件的选择 、干 扰 效 应 及 其 处 理）， 光谱分析领域的新仪器和新技术 ：固 体 检 测 器 光谱仪器和技术 ；轴 向 观 测 光 源 ；各种类型样品的进 样 技 术 ；有机溶剂和有机样品的 分 析 方 法 ； 光谱分析的样品处 理 方 法 ；基体效应的影响及抑制 ； 光 谱 仪 器 和 技 术 的 发 展 ；全面介绍了各