| 标题 | 在线固相萃取高效液相色谱法测定水体中的多环芳烃 |
| 范文 | 陈静等 摘 要 建立了在线固相萃取液相色谱测定水体残留的多环芳烃的方法， 用于测定自来水中的20种多环芳烃（PAHs）。直接进样1 mL经过过滤的水体样品， 其中的被测组分富集在SPE柱 （Acclaim PA II， 50 mm×4.6 mm， 3 μm）上， 在线完成净化和萃取富集； 再通过阀切换将它们转移至分析流路， 在Hypersil Green PAH色谱柱（150 mm × 3 mm， 3 μm）上分离检测。在线固相萃取流路以水和乙腈为流动相， 0.4 和0.6 mL/min流速梯度富集/萃取和洗脱； 分析流路亦以水和乙腈为流动相， 0.8 mL/min流速梯度洗脱， 采用紫外254 nm检测无荧光效应的苊烯和弱荧光效应的萘， 其它的多环芳烃化合物则于不同的荧光检测通道里， 在其对应的最大激发/发射波长下灵敏测定。整个分析流程32 min即可完成。20种PAHs的保留时间的相对标准偏差均小于0.2%， 色谱峰面积的相对标准偏差均小于1.3% （n=7）； 在3个浓度数量级范围内峰面积与进样质量浓度的线性相关系数均大于0.9910， 0.05 1 引 言 存在于饮用水和食用油中的的多环芳烃由于其潜在的致癌和致突变属性， 大多数国家都对其含量有所规定和限制。目前使用比较广泛的检测多环芳烃的3种标准方法是EPA 550、EPA 550.1和EPA 610， 所采用的样品前处理方法是液液萃取和离线固相萃取（SPE）[1～4]， 其中的重要步骤旋转蒸发和氮气辅助蒸发均易引入误差， 导致重现性差、测定结果不准确。文献[5，6＼]采用在线固相萃取高效液相色谱（Online SPEHPLC）方法（ThermoFisher Scientific）测定了饮用水和食用油中的低浓度的多环芳烃。相对于传统的测定方法， 此方法有着自动运行、降低成本、重现性好、过程可控等特点。本研究采用Hypersil Green PAH专用色谱柱通过优化控制流程， 进一步缩短了分离时间， 提高了分析灵敏度。 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 2.2 标准储备溶液和标准工作溶液配制 2.5 在线固相萃取流程 基于Thermo UltiMate 3000×2双梯度系统， 本研究中的Online SPEHPLC流程如图1所示。初始阀为12位， 1 mL样品直接进样至SPE柱； 经过在线萃取（样品富集、净化）后， 阀切至16位， SPE柱上的目标分析物被冲入分析流路。待被分析物完全进入分析流路后， 在分析柱进行分离测定。此时， 阀再次切回到12位， SPE柱进行再生（净化）， 为下一个样品分析做准备。 3 结果与讨论 3.1 多环芳烃的Online SPEHPLC 分离 Acclaim PA2柱可以耐受大体积纯水相进样， 且已有文献报道此柱合适于使用低比例有机相（5%乙腈）在线萃取（富集）水中的多环芳烃， 并且能够使用高比例有机相（90%乙腈）从SPE柱上有效洗脱[6]。具有高碳含量的Hypersil Green PAH色谱柱是专门为多环芳烃分离设计的专用柱， 如图2所示， 20个多环芳烃化合物在2.4节所示的色谱条件下实现基线分离。 但是， 在实际操作中， 以目前的技术手段和实验条件， 要使20种多环芳烃中的每个化合物都在其对应的最大激发/发射波长下实现高灵敏度测定是不现实的（需要多达20个通道）。因此， 本研究使用UltiMate FLD3400RS荧光检测器的3个检测通道（Detection channel）， 通过变色龙色谱软件控制， 将整个分离检测时间分割成若干个时间段， 每个时间段内同时使用3个或3个以下的检测通道， 在每个检测通道上设定与被测化合物相对应的最大激发/发射波长。这样就能够使得每个多环芳烃化合物都在其对应的最大激发发射波长下得到测定。表2列出了各个多环芳烃化合物荧光检测的切换时间、所属检测通道以及每个检测通道上设定的最大激发发射波长， 图3则显示了在3个荧光检测通道中得到的多环芳烃色谱图。 [TS（][HT5”SS]图3 浓度均为50 μg/L的20个多环芳烃标准混合溶液在荧光检测通道（a）No. 1， （b）No. 2， （c）No. 3的 online SPEHPLC 色谱图 Fig.3 Online SPEHPLC chromatogram of 20 PAHs （50 μg/L each） obtained by fluorescence detection using programmed wavelength switching in three parallel channels： （a） No. 1， （b） No. 2， （c） No. 3 色谱峰序号同图2（The peak numbers are the same as in Fig.2）。[HT5][TS）] [TS（][HT5”SS]图4 （a）自来水样品、（b）加标自来水样品（0.05 μg/L）和（c）空白在荧光检测通道（A）No. 1， （B）No. 2， （C）No. 3的 online SPEHPLC 色谱图 Fig.4 Online SPEHPLC chromatogram of （a） a tap water sample， （b） the same sample spiked with 0.05 μg/L for each PAH， and （c） reagent water obtained by fluorescence detection using programmed wavelength switching in three parallel channels： （A） No. 1， （B） No. 2， and （C） No. 3 总之， 本方法简化了常用的繁琐的样品前处理过程。水样经过过滤后即可直接上样自动富集测定。方法重现性好、易操作， 加标回收率符合要求， 检出限低， 能够较好地应用于水体中痕量多环芳烃残留的测定。本方法可推广应用到测定水体中其它痕量污染物， 有着很好的应用前景。 摘 要 建立了在线固相萃取液相色谱测定水体残留的多环芳烃的方法， 用于测定自来水中的20种多环芳烃（PAHs）。直接进样1 mL经过过滤的水体样品， 其中的被测组分富集在SPE柱 （Acclaim PA II， 50 mm×4.6 mm， 3 μm）上， 在线完成净化和萃取富集； 再通过阀切换将它们转移至分析流路， 在Hypersil Green PAH色谱柱（150 mm × 3 mm， 3 μm）上分离检测。在线固相萃取流路以水和乙腈为流动相， 0.4 和0.6 mL/min流速梯度富集/萃取和洗脱； 分析流路亦以水和乙腈为流动相， 0.8 mL/min流速梯度洗脱， 采用紫外254 nm检测无荧光效应的苊烯和弱荧光效应的萘， 其它的多环芳烃化合物则于不同的荧光检测通道里， 在其对应的最大激发/发射波长下灵敏测定。整个分析流程32 min即可完成。20种PAHs的保留时间的相对标准偏差均小于0.2%， 色谱峰面积的相对标准偏差均小于1.3% （n=7）； 在3个浓度数量级范围内峰面积与进样质量浓度的线性相关系数均大于0.9910， 0.05 1 引 言 存在于饮用水和食用油中的的多环芳烃由于其潜在的致癌和致突变属性， 大多数国家都对其含量有所规定和限制。目前使用比较广泛的检测多环芳烃的3种标准方法是EPA 550、EPA 550.1和EPA 610， 所采用的样品前处理方法是液液萃取和离线固相萃取（SPE）[1～4]， 其中的重要步骤旋转蒸发和氮气辅助蒸发均易引入误差， 导致重现性差、测定结果不准确。文献[5，6＼]采用在线固相萃取高效液相色谱（Online SPEHPLC）方法（ThermoFisher Scientific）测定了饮用水和食用油中的低浓度的多环芳烃。相对于传统的测定方法， 此方法有着自动运行、降低成本、重现性好、过程可控等特点。本研究采用Hypersil Green PAH专用色谱柱通过优化控制流程， 进一步缩短了分离时间， 提高了分析灵敏度。 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 2.2 标准储备溶液和标准工作溶液配制 2.5 在线固相萃取流程 基于Thermo UltiMate 3000×2双梯度系统， 本研究中的Online SPEHPLC流程如图1所示。初始阀为12位， 1 mL样品直接进样至SPE柱； 经过在线萃取（样品富集、净化）后， 阀切至16位， SPE柱上的目标分析物被冲入分析流路。待被分析物完全进入分析流路后， 在分析柱进行分离测定。此时， 阀再次切回到12位， SPE柱进行再生（净化）， 为下一个样品分析做准备。 3 结果与讨论 3.1 多环芳烃的Online SPEHPLC 分离 Acclaim PA2柱可以耐受大体积纯水相进样， 且已有文献报道此柱合适于使用低比例有机相（5%乙腈）在线萃取（富集）水中的多环芳烃， 并且能够使用高比例有机相（90%乙腈）从SPE柱上有效洗脱[6]。具有高碳含量的Hypersil Green PAH色谱柱是专门为多环芳烃分离设计的专用柱， 如图2所示， 20个多环芳烃化合物在2.4节所示的色谱条件下实现基线分离。 但是， 在实际操作中， 以目前的技术手段和实验条件， 要使20种多环芳烃中的每个化合物都在其对应的最大激发/发射波长下实现高灵敏度测定是不现实的（需要多达20个通道）。因此， 本研究使用UltiMate FLD3400RS荧光检测器的3个检测通道（Detection channel）， 通过变色龙色谱软件控制， 将整个分离检测时间分割成若干个时间段， 每个时间段内同时使用3个或3个以下的检测通道， 在每个检测通道上设定与被测化合物相对应的最大激发/发射波长。这样就能够使得每个多环芳烃化合物都在其对应的最大激发发射波长下得到测定。表2列出了各个多环芳烃化合物荧光检测的切换时间、所属检测通道以及每个检测通道上设定的最大激发发射波长， 图3则显示了在3个荧光检测通道中得到的多环芳烃色谱图。 [TS（][HT5”SS]图3 浓度均为50 μg/L的20个多环芳烃标准混合溶液在荧光检测通道（a）No. 1， （b）No. 2， （c）No. 3的 online SPEHPLC 色谱图 Fig.3 Online SPEHPLC chromatogram of 20 PAHs （50 μg/L each） obtained by fluorescence detection using programmed wavelength switching in three parallel channels： （a） No. 1， （b） No. 2， （c） No. 3 色谱峰序号同图2（The peak numbers are the same as in Fig.2）。[HT5][TS）] [TS（][HT5”SS]图4 （a）自来水样品、（b）加标自来水样品（0.05 μg/L）和（c）空白在荧光检测通道（A）No. 1， （B）No. 2， （C）No. 3的 online SPEHPLC 色谱图 Fig.4 Online SPEHPLC chromatogram of （a） a tap water sample， （b） the same sample spiked with 0.05 μg/L for each PAH， and （c） reagent water obtained by fluorescence detection using programmed wavelength switching in three parallel channels： （A） No. 1， （B） No. 2， and （C） No. 3 总之， 本方法简化了常用的繁琐的样品前处理过程。水样经过过滤后即可直接上样自动富集测定。方法重现性好、易操作， 加标回收率符合要求， 检出限低， 能够较好地应用于水体中痕量多环芳烃残留的测定。本方法可推广应用到测定水体中其它痕量污染物， 有着很好的应用前景。 摘 要 建立了在线固相萃取液相色谱测定水体残留的多环芳烃的方法， 用于测定自来水中的20种多环芳烃（PAHs）。直接进样1 mL经过过滤的水体样品， 其中的被测组分富集在SPE柱 （Acclaim PA II， 50 mm×4.6 mm， 3 μm）上， 在线完成净化和萃取富集； 再通过阀切换将它们转移至分析流路， 在Hypersil Green PAH色谱柱（150 mm × 3 mm， 3 μm）上分离检测。在线固相萃取流路以水和乙腈为流动相， 0.4 和0.6 mL/min流速梯度富集/萃取和洗脱； 分析流路亦以水和乙腈为流动相， 0.8 mL/min流速梯度洗脱， 采用紫外254 nm检测无荧光效应的苊烯和弱荧光效应的萘， 其它的多环芳烃化合物则于不同的荧光检测通道里， 在其对应的最大激发/发射波长下灵敏测定。整个分析流程32 min即可完成。20种PAHs的保留时间的相对标准偏差均小于0.2%， 色谱峰面积的相对标准偏差均小于1.3% （n=7）； 在3个浓度数量级范围内峰面积与进样质量浓度的线性相关系数均大于0.9910， 0.05 1 引 言 存在于饮用水和食用油中的的多环芳烃由于其潜在的致癌和致突变属性， 大多数国家都对其含量有所规定和限制。目前使用比较广泛的检测多环芳烃的3种标准方法是EPA 550、EPA 550.1和EPA 610， 所采用的样品前处理方法是液液萃取和离线固相萃取（SPE）[1～4]， 其中的重要步骤旋转蒸发和氮气辅助蒸发均易引入误差， 导致重现性差、测定结果不准确。文献[5，6＼]采用在线固相萃取高效液相色谱（Online SPEHPLC）方法（ThermoFisher Scientific）测定了饮用水和食用油中的低浓度的多环芳烃。相对于传统的测定方法， 此方法有着自动运行、降低成本、重现性好、过程可控等特点。本研究采用Hypersil Green PAH专用色谱柱通过优化控制流程， 进一步缩短了分离时间， 提高了分析灵敏度。 2 实验部分 2.1 仪器与试剂 2.2 标准储备溶液和标准工作溶液配制 2.5 在线固相萃取流程 基于Thermo UltiMate 3000×2双梯度系统， 本研究中的Online SPEHPLC流程如图1所示。初始阀为12位， 1 mL样品直接进样至SPE柱； 经过在线萃取（样品富集、净化）后， 阀切至16位， SPE柱上的目标分析物被冲入分析流路。待被分析物完全进入分析流路后， 在分析柱进行分离测定。此时， 阀再次切回到12位， SPE柱进行再生（净化）， 为下一个样品分析做准备。 3 结果与讨论 3.1 多环芳烃的Online SPEHPLC 分离 Acclaim PA2柱可以耐受大体积纯水相进样， 且已有文献报道此柱合适于使用低比例有机相（5%乙腈）在线萃取（富集）水中的多环芳烃， 并且能够使用高比例有机相（90%乙腈）从SPE柱上有效洗脱[6]。具有高碳含量的Hypersil Green PAH色谱柱是专门为多环芳烃分离设计的专用柱， 如图2所示， 20个多环芳烃化合物在2.4节所示的色谱条件下实现基线分离。 但是， 在实际操作中， 以目前的技术手段和实验条件， 要使20种多环芳烃中的每个化合物都在其对应的最大激发/发射波长下实现高灵敏度测定是不现实的（需要多达20个通道）。因此， 本研究使用UltiMate FLD3400RS荧光检测器的3个检测通道（Detection channel）， 通过变色龙色谱软件控制， 将整个分离检测时间分割成若干个时间段， 每个时间段内同时使用3个或3个以下的检测通道， 在每个检测通道上设定与被测化合物相对应的最大激发/发射波长。这样就能够使得每个多环芳烃化合物都在其对应的最大激发发射波长下得到测定。表2列出了各个多环芳烃化合物荧光检测的切换时间、所属检测通道以及每个检测通道上设定的最大激发发射波长， 图3则显示了在3个荧光检测通道中得到的多环芳烃色谱图。 [TS（][HT5”SS]图3 浓度均为50 μg/L的20个多环芳烃标准混合溶液在荧光检测通道（a）No. 1， （b）No. 2， （c）No. 3的 online SPEHPLC 色谱图 Fig.3 Online SPEHPLC chromatogram of 20 PAHs （50 μg/L each） obtained by fluorescence detection using programmed wavelength switching in three parallel channels： （a） No. 1， （b） No. 2， （c） No. 3 色谱峰序号同图2（The peak numbers are the same as in Fig.2）。[HT5][TS）] [TS（][HT5”SS]图4 （a）自来水样品、（b）加标自来水样品（0.05 μg/L）和（c）空白在荧光检测通道（A）No. 1， （B）No. 2， （C）No. 3的 online SPEHPLC 色谱图 Fig.4 Online SPEHPLC chromatogram of （a） a tap water sample， （b） the same sample spiked with 0.05 μg/L for each PAH， and （c） reagent water obtained by fluorescence detection using programmed wavelength switching in three parallel channels： （A） No. 1， （B） No. 2， and （C） No. 3 总之， 本方法简化了常用的繁琐的样品前处理过程。水样经过过滤后即可直接上样自动富集测定。方法重现性好、易操作， 加标回收率符合要求， 检出限低， 能够较好地应用于水体中痕量多环芳烃残留的测定。本方法可推广应用到测定水体中其它痕量污染物， 有着很好的应用前景。 |
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