高效液相色谱的流动相极性对保留时间的影响

摘要：本文根据国标检测呋喃丹的方法，通过改变流动相极性，讨论了甲醇与水的流动相比例对呋喃丹出峰时间的影响。
关键词：高效液相色谱；呋喃丹；流动相；极性；保留时间
中图分类号：R123.6 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2017）03-0196-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.107
Abstract：This research has discussed the effect of changing the proportion of methanol and ultra-pure water on the retention time of high performance liquid chromatography，according to the detection method of carbofuran in national standard of drinking water.
Key words：high performance liquid chromatography；carbofuran；Mobile Phase；Polarity；Retention time
1 前言
呋喃丹又名克百威，分子式C12H15NO3（2，3-二氫-2，2-二甲基-7-苯并呋喃基-甲基氨基甲酸酯），是广泛用于粮食作物的氨基甲酸酯类广谱性杀虫剂和杀线虫剂，呋喃丹在土壤中的残留期较长（降解半衰期为1～2个月）、在土壤中的移动性能较大（水溶解度为700mg/L），其残留通过雨水、地表径流等途径污染了生活用水及其它水体。
《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）[1]规定呋喃丹限值为0.007mg/L，《生活饮用水标准检验法》（GB 5750-2006）[2]中介绍了利用高效液相色谱检测呋喃丹的方法，本文参照标准规定的方法并根据实际情况将色谱条件进行了优化。
2 实验原理
在进行高效液相色谱分析时，一个色谱分离的优劣，是由色谱柱的柱容量、被分析组分的分离度和完成分析需要的时间这三个重要特性来评价的。在柱容量恒定，保证完全分离的条件下，如何缩短分析时间，就成为优化色谱分析的重要指标。
2.1 保留时间的影响因素
影响保留时间的因素主要有：a. 流动相的比例与极性；b. 柱子与柱温；c. 流速；d. 进样量；e. 输液系统的压力。除此之外，pH、离子强度等的微小变化都会引起保留时间的改变，具体的影响因素还要在实际操作中慢慢考察，经过调整后才可以得到较好的色谱条件。在这些影响因素中，一般采用固定流速，改变流动相的比例来调整保留时间。
2.2 流动相极性对分离的影响
极性参数又可称作极性指数，可以用其表示每种溶剂的洗脱强度的大小，又能反映每种溶剂的选择性，在反相色谱中，溶剂的极性越大，其洗脱强度越小。多元混合溶剂中，可以通过调整流动相的比例来改变流动相的极性。以甲醇与水为例，甲醇的极性参数是5.1，水的极性参数是10.2，通过甲醇与水的极性参数和比例，可以计算混合溶剂的极性，表1为不同比例的甲醇与水混合后的极性。
3 呋喃丹样品的测定
3.1 反应机理
样品经过滤后注入反相HPLC中，其各种组分经梯度洗脱色谱方式分离。经过柱分离后，氨基甲酸酯类化合物与氢氧化钠发生水解反应，生成的甲胺与邻苯二醛（OPA）和2-巯基乙醇（MERC）反应生成一种强荧光的异吲哚产物，可用荧光检测器定量。
3.2 分析条件
3.2.1 仪器与试剂
岛津高效液相色谱仪Shimadzu LC-20A 氨基甲酸酯系统；荧光检测器；色谱柱Inertsil ODS-SP，5?m，4.6×250mm；衍生剂、流动相、上机样品采用0.45?m过滤膜过滤[3]。
1. 呋喃丹标准品；
甲醇：HPLC级；
超纯水；
氢氧化钠溶液[c（NaOH）=0.05mol/L]：称取2.0g氢氧化钠，溶于1000mL超纯水中，用0.45?m过滤膜过滤；
2-巯基乙醇乙腈溶液（1+1）：将5mL 2-巯基乙醇和5mL乙腈混合；
四硼酸钠溶液[c（Na2B4O7）=0.05mol/L]：取19.1g十水四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）和20mL甲醇，溶于1000mL超纯水中；
邻苯二醛溶液（o-phthaldehyde，OPA）：称取0.100g邻苯二醛，溶于10mL甲醇中，加入到1000mL四硼酸钠溶液中，混合，过滤。然后加入100?L2-巯基乙醇乙腈溶液，混合。
3.2.2 分离条件
流动相 A： 色谱纯甲醇； 流动相 B：超纯水； 流速：1.0mL/min；
色谱柱：Inertsil ODS-SP，5?m ，4.6×250mm； 柱温：40℃ ；荧光检测器检测波长：Ex：339nm，Em：445nm； 检测池温度：40℃；柱后衍生反应条件： CRB-6A 反应箱温度：95℃ 流动相C：水解反应液C-0.05mol/L NaOH 溶液，流速：0.5mL/min； 流动相D：衍生试剂D-OPA溶剂，流速：0.5ml/min。
3.3 数据讨论
流动相比例对保留时间的影响：配制呋喃丹浓度为20μg/mL的标准溶液，进样量10?L，其他分析条件恒定，改变流动相的比例，得出下图的分析结果：
从图1、图2、图3比较看出，随着流动相中水的比例的增加，呋喃丹的出峰时间不断推后。
4 结语
根据实验结果，考虑出峰时间和分离度，最佳方案为选取甲醇和水体积比80∶20作为分析条件，分析时间设定为6min，实验中采用的呋喃丹检测方法保留时间4.939min，比《生活饮用水标准检验法》（GB 5750—2006）中介绍的呋喃丹检测方法的保留时间8.265min提前，缩短了分析时间。在实际操作中，如果分析样品时出现重叠峰，可以适当改变流动相的比例，以调节出峰时间和分离度，使数据更准确。实验中采用二元高压梯度系统，相对于国标的四元低压梯度方法流量控制精度高，混合效率好，梯度组成精确，重现性好，适合分析成分组成复杂的样品。实验表明，该方法灵敏度高，选择性好，保留时间、峰面积重现性良好，线性相关系数 R>0.999，满足水质检测对分析方法灵敏、准确、快速的要求，可更好地服务于水质监测工作，确保供水安全。
参考文献
[1] GB 5749—2006.生活饮用水卫生标准[S].
[2] GB/T 5750—2006.生活饮用水标准检验法[S].
[3] 刘珍.化验员读本-仪器分析[M].北京：化学工业出版社，2007.
收稿日期：2017-05-03
作者简介：李秀川（1986-），女，本科，华南师范大学，水质检验助理工程师。