王曉楠 潘獻(xiàn)輝 郝軍 劉昱
(國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所,天津 300192)
呋喃丹是一種高毒氨基甲酸酯類殺蟲劑,由于它被廣泛應(yīng)用于糧食作物,致使環(huán)境水體、食物、作物及動(dòng)物飼料中可能含有痕量呋喃丹殘留物,嚴(yán)重威脅人類的健康安全[1, 2]。目前,呋喃丹的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法為柱后衍生高效液相色譜熒光檢測法,如GB/T 5750-2006[3]中采用的液-液萃取-柱后衍生高效液相色譜熒光法,NY/T 761-2008[4]中采用的固相萃取-柱后衍生高效液相色譜熒光法。液-液萃取前處理方式需要消耗大量超純?nèi)軇?,而固相萃取具有溶劑耗用量少、高效快速、基體干擾小、回收率高的特點(diǎn),故逐漸代替液-液萃取進(jìn)行樣品前處理;此外,柱后衍生高效液相色譜熒光法,不僅需要增加衍生裝置,而且操作繁瑣。為此筆者建立固相萃取-高效液相色譜熒光法檢測水中呋喃丹,并對檢測結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評定,以期為簡單、快速、準(zhǔn)確測定水體中呋喃丹農(nóng)殘新標(biāo)準(zhǔn)方法的推廣提供依據(jù)。
高效液相色譜儀:Agilent 1200 RRLC型,配有Agilent 12位固相萃取裝置,Agilent C18固相萃取小柱(500 mg / 3 mL),美國Agilent公司;
呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[GBW(E)060225]:純度為96.4%,中國計(jì)量科學(xué)研究院;
甲醇和四氫呋喃:色譜純;
呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)儲備液:200.0 mg/L,稱取呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)品0.010 0 g,用甲醇準(zhǔn)確定容至50 mL,于4 ℃冰箱中保存。
(1)固相萃取
分別用5.0 mL甲醇、5.0 mL超純水浸潤和淋洗C18固相萃取小柱,活化備用。取200 mL水樣,以3 mL/min經(jīng)C18固相萃取小柱富集后,用5.0 mL四氫呋喃淋洗C18固相萃取小柱,并收集洗脫液。
(2)濃縮
在35℃條件下,將上述洗脫液用氬氣吹至近干后,用甲醇定容至1.0 mL,按色譜條件進(jìn)行分析。
色譜柱:Eclipse XDB C18柱(150 mm× 4.6 mm, 5 μm),流動(dòng)相:甲醇-水(體積比為1∶1),流量為1.0 mL/min;進(jìn)樣量:6.0 μL;柱溫:35 ℃;熒光檢測器激發(fā)波長:285 nm;發(fā)射波長:320 nm;外標(biāo)法定量。
根據(jù)測量方法建立樣品中呋喃丹含量的數(shù)學(xué)模型,如式(1):
(1)
式中:cx——樣品中呋喃丹含量,mg /L;
c0——標(biāo)準(zhǔn)使用溶液的濃度,mg /L;
Ax——樣品溶液的峰面積;
V2——樣品稀釋液總體積,mL;
A0——標(biāo)準(zhǔn)溶液的峰面積;
V1——樣品取樣量,mL;
fr——回收率校正因子。
從上述測量過程和數(shù)學(xué)模型可以看出,固相萃取-高效液相色譜法測定水中呋喃丹含量的不確定
度主要來源于以下幾個(gè)方面:標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、樣品取樣、樣品濃縮、重復(fù)性測量以及制樣過程。
配制呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)工作溶液時(shí),先準(zhǔn)確稱取0.010 0 g呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)品,用甲醇準(zhǔn)確定容至50 mL。再移取標(biāo)準(zhǔn)儲備液12.5 mL于25 mL容量瓶中,用甲醇配制成100 mg/L的呋喃丹使用液。用移液管移取一定量使用液于10 mL容量瓶中,用甲醇逐級稀釋配成濃度分別為50.0、10.0、5.0、1.0、0.5、0.1、0.05 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后待測,則:
(2)
式中:V移2、V移4——量取體積,分別為12.5、5 mL(或2 mL);
V容1、V容3、V容5——定容體積,分別為50、25、10 mL。
由上述公式和不確定度傳播律導(dǎo)出:
(3)
(1) 呋喃丹質(zhì)量引入的不確定度
(2) 定容引入的不確定度
(3) 標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋引入的不確定度
將各項(xiàng)不確定度數(shù)值代入式(3)計(jì)算得:
urel(V1)=2×0.033/200=0.000 33
(1) 樣品濃縮后定容體積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
(2) 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度
校準(zhǔn)曲線取7個(gè)濃度點(diǎn),每個(gè)濃度點(diǎn)分別測定2次,得到相應(yīng)峰面積,用最小二乘法進(jìn)行擬合,得到直線方程和其相關(guān)系數(shù),結(jié)果列于表1。
表1 呋喃丹標(biāo)準(zhǔn)溶液的測定結(jié)果
標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=3.018X-0.1639,r= 0.999 9。
樣品濃縮液定容后的濃度通過擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線確定,由標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度按下式計(jì)算:
(4)
(5)
式中:s(y)——擬合直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差;
b——標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率;
p——一個(gè)試樣平行測量次數(shù);
n——擬合直線的數(shù)據(jù)對總數(shù);
y——一個(gè)試樣平行測量P次響應(yīng)值的平均值;
ci——一個(gè)試樣平行測量P次結(jié)果的平均值;
y-yfi——輸入量為xi時(shí),儀器響應(yīng)值與擬合直線上對應(yīng)的響應(yīng)值之差。
在本測量中,n=7,p=2。試樣測量響應(yīng)值y1=2.528,y2=2.520。利用擬合直線計(jì)算得到精制濃縮液定容后濃度:c1=0.94 mg /L;把相關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式,計(jì)算得到s(y)=0.028,由標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u(c1)=s(c1)=0.012 mg/L。其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u(c1)/c1=0.012/0.94=0.01 2。
因此樣品濃縮引入的相對不確定度:
(1)對標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行7次重復(fù)測量,得色譜峰面積(A0)為1.345、1.466、1.466、1.466、1.345、1.345、1.345,平均值為1.397。經(jīng)計(jì)算得s(x)=0.065,則u(A0)/A0=s(x)/A0=0.047。
(2)樣品溶液7次重復(fù)測量的峰面積(Ax)為8.890、8.754、8.972、8.754、8.754、8.972、8.972,平均值為8.867。經(jīng)計(jì)算s(x)=0.11,則u(Ax)/Ax=s(x)/Ax=0.012。
重復(fù)性引入的相對不確定度為:
因各不確定度分量相互獨(dú)立,故試樣中呋喃丹含量cx的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
經(jīng)計(jì)算水樣中呋喃丹的濃度為0.03 mg/L,則:
u(cx)=0.071×0.03=0.002 2 (mg/L)
取包含因子k=2,置信水平約為95%,則擴(kuò)展不確定度為U(cx)=ku(cx)=0.004 4 mg/L,檢測結(jié)果表示為(0.03±0.004 4)mg/L,(k=2)。
[1] Petropoulou S S E, Gikas E, Tsarbopoulos A, et al. Gas chromatographic-tandem mass spectrometric method for the quantitation of carbofuran, carbaryl and their main metabolites in applicators' urine[J]. Journal of Chromatography A,2006,1108(1):99-110.
[2] Chen J B, Zhao W J, Liu W, et al. Cloud point extraction coupled with derivative of carbofuran as a preconcentration step prior to HPLC[J]. Food Chemistry,2009,115(3):1 038-1 041.
[3] GB/T 5750-2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法[S].
[4] NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測定[S].