固相萃?。咝б合嗌V測定地表水中丙烯酰胺

王 燕，龍加洪，許雄飛，瞿白露，莫 婷

（長沙市環(huán)境監(jiān)測中心站，湖南長沙410001）

丙烯酰胺為白色透明片狀晶體，易溶于水，強(qiáng)極性，不易去除?？赏ㄟ^被污染的水體由消化系統(tǒng)進(jìn)入人體，對人體具有神經(jīng)毒性、生殖毒性，并會對人大腦以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成損害［1］。丙烯酰胺已被證實可能與多種癌癥有關(guān)聯(lián)［2－3］，世界衛(wèi)生組織（WHO）對聚丙烯酰胺使用時的投加量做出了嚴(yán)格限制，即每升水中投加量不得超過1mg［4］。我國對其在飲用水及飲用水源地中的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限定為0.5 μg/L［5－6］。目前，食品行業(yè)對于丙烯酰胺的測定方法研究深入，一是將樣品溴化衍生化后用氣質(zhì)聯(lián)用測定，二是固相萃取后高效液相色譜－質(zhì)譜法［7－8］。環(huán)境監(jiān)測部門采用的是國際上常用的溴化衍生方法［9－10］，即將丙烯酰胺轉(zhuǎn)化為2，3－二溴丙酰胺后，再進(jìn)行氣相色譜測定［6］?，F(xiàn)有文獻(xiàn)［11］將該方法的衍生化條件優(yōu)選，提高了方法的穩(wěn)定性。上述各種方法中，溴化衍生化耗時耗力，且溴化條件難以把握、樣品基體干擾復(fù)雜；而固相萃取高效液相色譜－質(zhì)譜法多用于食品行業(yè)，目前環(huán)境監(jiān)測部門液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀普及不廣泛，故固相萃取高效液相色譜－質(zhì)譜法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用實現(xiàn)也相對困難。本文綜合考慮，選用固相萃?。合嗌V法對地表水及飲用水中丙烯酰胺的測定進(jìn)行探討，選擇適合的固相萃取小柱，優(yōu)化固相萃取條件、確定方法檢出限，通過準(zhǔn)確度、精密度等試驗，建立水中丙烯酰胺新的測定方法。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀器

液相色譜儀日本島津LC－20AT，配有二極管陣列（PDA）；液相色譜柱Shim－Pack VP－ODS 150mm×4.6mm，5μm；

固相萃取儀Auto Trace（美國Caliper）；氮吹儀OA－SYS（美國）；

固相萃取柱CARB（500mg）；

1.1.2 試劑

丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000μg/mL，CH3OH）；甲醇色譜純試劑；超純水。

1.2 液相色譜條件

流動相：V（甲醇）：V（純水）＝20：80，柱流速0.3mL/min，甲醇輸液泵壓力3.6MPa，柱溫40℃，PDA波長掃描范圍190～250nm；進(jìn)樣量20uL。

1.3 樣品采集

采集樣品時，將樣品緩緩注入500mL棕色玻璃瓶中，直到少量樣品溢出，加蓋并用錫箔紙密封。盡快分析，如不能及時分析，應(yīng)將樣品儲存于4℃冰箱中保存。

1.4 樣品處理

1.4.1 固相萃取柱的活化：用10mL甲醇和10mL超純水依次對固相柱進(jìn)行活化。

1.4.2 樣品加載：將樣品澄清后，以1.0mL/min的速度加載500mL于固相柱上，流出液棄去。

1.4.3 固相萃取柱的洗脫：用10mL甲醇以1.0mL/min的速度分3次洗脫（第1次3mL，第2次4mL，第3次3mL），收集流出液于氮吹瓶中，備用。

1.4.4 洗脫液的濃縮：將以上洗脫液在45℃水浴條件下用氮吹儀濃縮至1mL，定容至2mL待測。

2 結(jié)果與討論

2.1 固相萃取柱和洗脫劑的確定

考慮到丙烯酰胺為親水性極性有機(jī)物，選擇固相萃取柱時傳統(tǒng)的C18反相柱是不可取的，只能考慮物理吸附富集柱。本實驗比較了活性碳柱（CARB）、EPS專用柱和多孔性硅藻土柱的處理效果，加標(biāo)水樣質(zhì)量濃度為0.5μg/L和1.0μg/L時，多孔性硅藻土、EPS專用柱和CARB的加標(biāo)回收率如表1，根據(jù)實驗結(jié)果選擇CARB作為最終前處理固相萃取柱。

表1 固相萃取柱選擇實驗結(jié)果

固相萃取洗脫劑有很多種，實驗室常用的有甲醇、丙酮、乙酸乙酯等。丙酮在液相色譜上的出峰時間與丙烯酰胺接近，對其定性定量造成嚴(yán)重干擾；乙酸乙酯沒有甲醇極性強(qiáng)，對丙烯酰胺洗脫效率不高，實驗結(jié)果如圖1，故選擇甲醇作為洗脫劑。

圖1 洗脫條件選擇

2.2 加載樣品速度的選擇

對500mL質(zhì)量濃度為1.0μg/L的加標(biāo)水樣進(jìn)行樣品加載速度比較，0.5mL/min和1.0mL/min的富集效率接近，分別為64%和62%，2.0mL/min的富集效率明顯降低為41%，5.0mL/min的富集效率為10%，很不滿意，結(jié)果如圖2。綜合考慮回收率和耗時，選擇1.0mL/min的樣品加載速度。

圖2 洗脫速度選擇

2.3 洗脫條件選擇

活性碳柱粒度較其他柱子大，且孔隙小而密。因此在洗脫時速度不宜過快，否則影響回收率。多個活性碳柱的洗脫速度比較，速度在0.5～1.0mL/min時，回收率滿意，速度超過1.0mL/min回收率明顯降低。洗脫劑甲醇用量也直接影響回收率的高低，分別比較用量為5，8，10，20mL的甲醇洗脫，結(jié)果表明用量過低回收率無法滿足要求，當(dāng)用量為10mL以上回收率滿意，實驗結(jié)果如圖1。綜合考慮最終確定洗脫速度為1.0mL/min，甲醇洗脫量為10mL分3次完成（第1次3mL，第2次4mL，第3次3mL）。

由于丙烯酰胺是親水性極強(qiáng)的物質(zhì)，在洗脫過程中未加入吹干程序，直接將含水洗脫液在45℃水浴下緩慢通氮氣吹至1mL左右定容待測。這是為了避免目標(biāo)物的損失。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線和方法檢測限

配制丙烯酰胺質(zhì)量濃度分別為0.10，0.25，0.50，0.75，1.00μg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)色譜分析后，以標(biāo)液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以標(biāo)液響應(yīng)值為縱坐標(biāo)得標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程y＝71 779.1x＋286.8，r＝0.999 1，結(jié)果表明在0.10～1.00μg/mL的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性相關(guān)性良好。

重復(fù)測定8次低含量丙烯酰胺加標(biāo)樣品計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，取3倍s值為檢測限（LOD）［12］。經(jīng)計算本方法LOD為0.2μg/L。

2.5 實際樣品測定、樣品加標(biāo)回收率和精密度

由于地表水中實際樣品的丙烯酰胺均未檢出，故選取加標(biāo)量為0.5μg的實際樣品連續(xù)測定8次，色譜圖如圖3。對所得結(jié)果進(jìn)行分析，通過表2可知，本方法的加標(biāo)回收率、日內(nèi)和日間重復(fù)性符合環(huán)境監(jiān)測技術(shù)要求。

表2 加標(biāo)回收率、重復(fù)性實驗結(jié)果

3 結(jié)論

圖3 標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖

本方法采用CARB固相萃取柱對水質(zhì)樣品進(jìn)行前處理，再通過高效液相色譜儀分析測定。通過驗證實驗可知，本方法檢出限為0.2μg/L，加標(biāo)回收率64%～68%，8次重復(fù)測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差低于6.8%，結(jié)果完全滿足環(huán)境監(jiān)測分析評價要求。因此本方法可應(yīng)用于地表水中丙烯酰胺的分析檢測。綜合其操作簡便、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點，可為今后復(fù)雜水質(zhì)樣品中丙烯酰胺測定研究工作的深入開展提供技術(shù)支持。

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