在線固相萃取高效液相色譜法測定水體中的多環(huán)芳烴

陳靜等

摘 要 建立了在線固相萃取液相色譜測定水體殘留的多環(huán)芳烴的方法， 用于測定自來水中的20種多環(huán)芳烴（PAHs）。直接進(jìn)樣1 mL經(jīng)過過濾的水體樣品， 其中的被測組分富集在SPE柱 （Acclaim PA II， 50 mm×4.6 mm， 3 μm）上， 在線完成凈化和萃取富集； 再通過閥切換將它們轉(zhuǎn)移至分析流路， 在Hypersil Green PAH色譜柱（150 mm × 3 mm， 3 μm）上分離檢測。在線固相萃取流路以水和乙腈為流動(dòng)相， 0.4 和0.6 mL/min流速梯度富集/萃取和洗脫； 分析流路亦以水和乙腈為流動(dòng)相， 0.8 mL/min流速梯度洗脫， 采用紫外254 nm檢測無熒光效應(yīng)的苊烯和弱熒光效應(yīng)的萘， 其它的多環(huán)芳烴化合物則于不同的熒光檢測通道里， 在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長下靈敏測定。整個(gè)分析流程32 min即可完成。20種PAHs的保留時(shí)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.2%， 色譜峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1.3% （n=7）； 在3個(gè)濃度數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)峰面積與進(jìn)樣質(zhì)量濃度的線性相關(guān)系數(shù)均大于0.9910， 0.05

1 引 言

存在于飲用水和食用油中的的多環(huán)芳烴由于其潛在的致癌和致突變屬性， 大多數(shù)國家都對(duì)其含量有所規(guī)定和限制。目前使用比較廣泛的檢測多環(huán)芳烴的3種標(biāo)準(zhǔn)方法是EPA 550、EPA 550.1和EPA 610， 所采用的樣品前處理方法是液液萃取和離線固相萃取（SPE）[1～4]， 其中的重要步驟旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和氮?dú)廨o助蒸發(fā)均易引入誤差， 導(dǎo)致重現(xiàn)性差、測定結(jié)果不準(zhǔn)確。文獻(xiàn)[5，6＼]采用在線固相萃取高效液相色譜（Online SPEHPLC）方法（ThermoFisher Scientific）測定了飲用水和食用油中的低濃度的多環(huán)芳烴。相對(duì)于傳統(tǒng)的測定方法， 此方法有著自動(dòng)運(yùn)行、降低成本、重現(xiàn)性好、過程可控等特點(diǎn)。本研究采用Hypersil Green PAH專用色譜柱通過優(yōu)化控制流程， 進(jìn)一步縮短了分離時(shí)間， 提高了分析靈敏度。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

2.2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液和標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制

2.5 在線固相萃取流程

基于Thermo UltiMate 3000×2雙梯度系統(tǒng)， 本研究中的Online SPEHPLC流程如圖1所示。初始閥為12位， 1 mL樣品直接進(jìn)樣至SPE柱； 經(jīng)過在線萃?。悠犯患?、凈化）后， 閥切至16位， SPE柱上的目標(biāo)分析物被沖入分析流路。待被分析物完全進(jìn)入分析流路后， 在分析柱進(jìn)行分離測定。此時(shí)， 閥再次切回到12位， SPE柱進(jìn)行再生（凈化）， 為下一個(gè)樣品分析做準(zhǔn)備。

3 結(jié)果與討論

3.1 多環(huán)芳烴的Online SPEHPLC 分離

Acclaim PA2柱可以耐受大體積純水相進(jìn)樣， 且已有文獻(xiàn)報(bào)道此柱合適于使用低比例有機(jī)相（5%乙腈）在線萃?。ǜ患┧械亩喹h(huán)芳烴， 并且能夠使用高比例有機(jī)相（90%乙腈）從SPE柱上有效洗脫[6]。具有高碳含量的Hypersil Green PAH色譜柱是專門為多環(huán)芳烴分離設(shè)計(jì)的專用柱， 如圖2所示， 20個(gè)多環(huán)芳烴化合物在2.4節(jié)所示的色譜條件下實(shí)現(xiàn)基線分離。

但是， 在實(shí)際操作中， 以目前的技術(shù)手段和實(shí)驗(yàn)條件， 要使20種多環(huán)芳烴中的每個(gè)化合物都在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長下實(shí)現(xiàn)高靈敏度測定是不現(xiàn)實(shí)的（需要多達(dá)20個(gè)通道）。因此， 本研究使用UltiMate FLD3400RS熒光檢測器的3個(gè)檢測通道（Detection channel）， 通過變色龍色譜軟件控制， 將整個(gè)分離檢測時(shí)間分割成若干個(gè)時(shí)間段， 每個(gè)時(shí)間段內(nèi)同時(shí)使用3個(gè)或3個(gè)以下的檢測通道， 在每個(gè)檢測通道上設(shè)定與被測化合物相對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長。這樣就能夠使得每個(gè)多環(huán)芳烴化合物都在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)發(fā)射波長下得到測定。表2列出了各個(gè)多環(huán)芳烴化合物熒光檢測的切換時(shí)間、所屬檢測通道以及每個(gè)檢測通道上設(shè)定的最大激發(fā)發(fā)射波長， 圖3則顯示了在3個(gè)熒光檢測通道中得到的多環(huán)芳烴色譜圖。

[TS（][HT5”SS]圖3 濃度均為50 μg/L的20個(gè)多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)混合溶液在熒光檢測通道（a）No. 1， （b）No. 2， （c）No. 3的 online SPEHPLC 色譜圖

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

色譜峰序號(hào)同圖2（The peak numbers are the same as in Fig.2）。[HT5][TS）]

[TS（][HT5”SS]圖4 （a）自來水樣品、（b）加標(biāo)自來水樣品（0.05 μg/L）和（c）空白在熒光檢測通道（A）No. 1， （B）No. 2， （C）No. 3的 online SPEHPLC 色譜圖

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

總之， 本方法簡化了常用的繁瑣的樣品前處理過程。水樣經(jīng)過過濾后即可直接上樣自動(dòng)富集測定。方法重現(xiàn)性好、易操作， 加標(biāo)回收率符合要求， 檢出限低， 能夠較好地應(yīng)用于水體中痕量多環(huán)芳烴殘留的測定。本方法可推廣應(yīng)用到測定水體中其它痕量污染物， 有著很好的應(yīng)用前景。

摘 要 建立了在線固相萃取液相色譜測定水體殘留的多環(huán)芳烴的方法， 用于測定自來水中的20種多環(huán)芳烴（PAHs）。直接進(jìn)樣1 mL經(jīng)過過濾的水體樣品， 其中的被測組分富集在SPE柱 （Acclaim PA II， 50 mm×4.6 mm， 3 μm）上， 在線完成凈化和萃取富集； 再通過閥切換將它們轉(zhuǎn)移至分析流路， 在Hypersil Green PAH色譜柱（150 mm × 3 mm， 3 μm）上分離檢測。在線固相萃取流路以水和乙腈為流動(dòng)相， 0.4 和0.6 mL/min流速梯度富集/萃取和洗脫； 分析流路亦以水和乙腈為流動(dòng)相， 0.8 mL/min流速梯度洗脫， 采用紫外254 nm檢測無熒光效應(yīng)的苊烯和弱熒光效應(yīng)的萘， 其它的多環(huán)芳烴化合物則于不同的熒光檢測通道里， 在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長下靈敏測定。整個(gè)分析流程32 min即可完成。20種PAHs的保留時(shí)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.2%， 色譜峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1.3% （n=7）； 在3個(gè)濃度數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)峰面積與進(jìn)樣質(zhì)量濃度的線性相關(guān)系數(shù)均大于0.9910， 0.05

1 引 言

存在于飲用水和食用油中的的多環(huán)芳烴由于其潛在的致癌和致突變屬性， 大多數(shù)國家都對(duì)其含量有所規(guī)定和限制。目前使用比較廣泛的檢測多環(huán)芳烴的3種標(biāo)準(zhǔn)方法是EPA 550、EPA 550.1和EPA 610， 所采用的樣品前處理方法是液液萃取和離線固相萃取（SPE）[1～4]， 其中的重要步驟旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和氮?dú)廨o助蒸發(fā)均易引入誤差， 導(dǎo)致重現(xiàn)性差、測定結(jié)果不準(zhǔn)確。文獻(xiàn)[5，6＼]采用在線固相萃取高效液相色譜（Online SPEHPLC）方法（ThermoFisher Scientific）測定了飲用水和食用油中的低濃度的多環(huán)芳烴。相對(duì)于傳統(tǒng)的測定方法， 此方法有著自動(dòng)運(yùn)行、降低成本、重現(xiàn)性好、過程可控等特點(diǎn)。本研究采用Hypersil Green PAH專用色譜柱通過優(yōu)化控制流程， 進(jìn)一步縮短了分離時(shí)間， 提高了分析靈敏度。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

2.2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液和標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制

2.5 在線固相萃取流程

基于Thermo UltiMate 3000×2雙梯度系統(tǒng)， 本研究中的Online SPEHPLC流程如圖1所示。初始閥為12位， 1 mL樣品直接進(jìn)樣至SPE柱； 經(jīng)過在線萃?。悠犯患?、凈化）后， 閥切至16位， SPE柱上的目標(biāo)分析物被沖入分析流路。待被分析物完全進(jìn)入分析流路后， 在分析柱進(jìn)行分離測定。此時(shí)， 閥再次切回到12位， SPE柱進(jìn)行再生（凈化）， 為下一個(gè)樣品分析做準(zhǔn)備。

3 結(jié)果與討論

3.1 多環(huán)芳烴的Online SPEHPLC 分離

Acclaim PA2柱可以耐受大體積純水相進(jìn)樣， 且已有文獻(xiàn)報(bào)道此柱合適于使用低比例有機(jī)相（5%乙腈）在線萃取（富集）水中的多環(huán)芳烴， 并且能夠使用高比例有機(jī)相（90%乙腈）從SPE柱上有效洗脫[6]。具有高碳含量的Hypersil Green PAH色譜柱是專門為多環(huán)芳烴分離設(shè)計(jì)的專用柱， 如圖2所示， 20個(gè)多環(huán)芳烴化合物在2.4節(jié)所示的色譜條件下實(shí)現(xiàn)基線分離。

但是， 在實(shí)際操作中， 以目前的技術(shù)手段和實(shí)驗(yàn)條件， 要使20種多環(huán)芳烴中的每個(gè)化合物都在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長下實(shí)現(xiàn)高靈敏度測定是不現(xiàn)實(shí)的（需要多達(dá)20個(gè)通道）。因此， 本研究使用UltiMate FLD3400RS熒光檢測器的3個(gè)檢測通道（Detection channel）， 通過變色龍色譜軟件控制， 將整個(gè)分離檢測時(shí)間分割成若干個(gè)時(shí)間段， 每個(gè)時(shí)間段內(nèi)同時(shí)使用3個(gè)或3個(gè)以下的檢測通道， 在每個(gè)檢測通道上設(shè)定與被測化合物相對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長。這樣就能夠使得每個(gè)多環(huán)芳烴化合物都在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)發(fā)射波長下得到測定。表2列出了各個(gè)多環(huán)芳烴化合物熒光檢測的切換時(shí)間、所屬檢測通道以及每個(gè)檢測通道上設(shè)定的最大激發(fā)發(fā)射波長， 圖3則顯示了在3個(gè)熒光檢測通道中得到的多環(huán)芳烴色譜圖。

[TS（][HT5”SS]圖3 濃度均為50 μg/L的20個(gè)多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)混合溶液在熒光檢測通道（a）No. 1， （b）No. 2， （c）No. 3的 online SPEHPLC 色譜圖

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

色譜峰序號(hào)同圖2（The peak numbers are the same as in Fig.2）。[HT5][TS）]

[TS（][HT5”SS]圖4 （a）自來水樣品、（b）加標(biāo)自來水樣品（0.05 μg/L）和（c）空白在熒光檢測通道（A）No. 1， （B）No. 2， （C）No. 3的 online SPEHPLC 色譜圖

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

總之， 本方法簡化了常用的繁瑣的樣品前處理過程。水樣經(jīng)過過濾后即可直接上樣自動(dòng)富集測定。方法重現(xiàn)性好、易操作， 加標(biāo)回收率符合要求， 檢出限低， 能夠較好地應(yīng)用于水體中痕量多環(huán)芳烴殘留的測定。本方法可推廣應(yīng)用到測定水體中其它痕量污染物， 有著很好的應(yīng)用前景。

摘 要 建立了在線固相萃取液相色譜測定水體殘留的多環(huán)芳烴的方法， 用于測定自來水中的20種多環(huán)芳烴（PAHs）。直接進(jìn)樣1 mL經(jīng)過過濾的水體樣品， 其中的被測組分富集在SPE柱 （Acclaim PA II， 50 mm×4.6 mm， 3 μm）上， 在線完成凈化和萃取富集； 再通過閥切換將它們轉(zhuǎn)移至分析流路， 在Hypersil Green PAH色譜柱（150 mm × 3 mm， 3 μm）上分離檢測。在線固相萃取流路以水和乙腈為流動(dòng)相， 0.4 和0.6 mL/min流速梯度富集/萃取和洗脫； 分析流路亦以水和乙腈為流動(dòng)相， 0.8 mL/min流速梯度洗脫， 采用紫外254 nm檢測無熒光效應(yīng)的苊烯和弱熒光效應(yīng)的萘， 其它的多環(huán)芳烴化合物則于不同的熒光檢測通道里， 在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長下靈敏測定。整個(gè)分析流程32 min即可完成。20種PAHs的保留時(shí)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于0.2%， 色譜峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于1.3% （n=7）； 在3個(gè)濃度數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)峰面積與進(jìn)樣質(zhì)量濃度的線性相關(guān)系數(shù)均大于0.9910， 0.05

1 引 言

存在于飲用水和食用油中的的多環(huán)芳烴由于其潛在的致癌和致突變屬性， 大多數(shù)國家都對(duì)其含量有所規(guī)定和限制。目前使用比較廣泛的檢測多環(huán)芳烴的3種標(biāo)準(zhǔn)方法是EPA 550、EPA 550.1和EPA 610， 所采用的樣品前處理方法是液液萃取和離線固相萃取（SPE）[1～4]， 其中的重要步驟旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和氮?dú)廨o助蒸發(fā)均易引入誤差， 導(dǎo)致重現(xiàn)性差、測定結(jié)果不準(zhǔn)確。文獻(xiàn)[5，6＼]采用在線固相萃取高效液相色譜（Online SPEHPLC）方法（ThermoFisher Scientific）測定了飲用水和食用油中的低濃度的多環(huán)芳烴。相對(duì)于傳統(tǒng)的測定方法， 此方法有著自動(dòng)運(yùn)行、降低成本、重現(xiàn)性好、過程可控等特點(diǎn)。本研究采用Hypersil Green PAH專用色譜柱通過優(yōu)化控制流程， 進(jìn)一步縮短了分離時(shí)間， 提高了分析靈敏度。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

2.2 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液和標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制

2.5 在線固相萃取流程

基于Thermo UltiMate 3000×2雙梯度系統(tǒng)， 本研究中的Online SPEHPLC流程如圖1所示。初始閥為12位， 1 mL樣品直接進(jìn)樣至SPE柱； 經(jīng)過在線萃取（樣品富集、凈化）后， 閥切至16位， SPE柱上的目標(biāo)分析物被沖入分析流路。待被分析物完全進(jìn)入分析流路后， 在分析柱進(jìn)行分離測定。此時(shí)， 閥再次切回到12位， SPE柱進(jìn)行再生（凈化）， 為下一個(gè)樣品分析做準(zhǔn)備。

3 結(jié)果與討論

3.1 多環(huán)芳烴的Online SPEHPLC 分離

Acclaim PA2柱可以耐受大體積純水相進(jìn)樣， 且已有文獻(xiàn)報(bào)道此柱合適于使用低比例有機(jī)相（5%乙腈）在線萃?。ǜ患┧械亩喹h(huán)芳烴， 并且能夠使用高比例有機(jī)相（90%乙腈）從SPE柱上有效洗脫[6]。具有高碳含量的Hypersil Green PAH色譜柱是專門為多環(huán)芳烴分離設(shè)計(jì)的專用柱， 如圖2所示， 20個(gè)多環(huán)芳烴化合物在2.4節(jié)所示的色譜條件下實(shí)現(xiàn)基線分離。

但是， 在實(shí)際操作中， 以目前的技術(shù)手段和實(shí)驗(yàn)條件， 要使20種多環(huán)芳烴中的每個(gè)化合物都在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長下實(shí)現(xiàn)高靈敏度測定是不現(xiàn)實(shí)的（需要多達(dá)20個(gè)通道）。因此， 本研究使用UltiMate FLD3400RS熒光檢測器的3個(gè)檢測通道（Detection channel）， 通過變色龍色譜軟件控制， 將整個(gè)分離檢測時(shí)間分割成若干個(gè)時(shí)間段， 每個(gè)時(shí)間段內(nèi)同時(shí)使用3個(gè)或3個(gè)以下的檢測通道， 在每個(gè)檢測通道上設(shè)定與被測化合物相對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)/發(fā)射波長。這樣就能夠使得每個(gè)多環(huán)芳烴化合物都在其對(duì)應(yīng)的最大激發(fā)發(fā)射波長下得到測定。表2列出了各個(gè)多環(huán)芳烴化合物熒光檢測的切換時(shí)間、所屬檢測通道以及每個(gè)檢測通道上設(shè)定的最大激發(fā)發(fā)射波長， 圖3則顯示了在3個(gè)熒光檢測通道中得到的多環(huán)芳烴色譜圖。

[TS（][HT5”SS]圖3 濃度均為50 μg/L的20個(gè)多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)混合溶液在熒光檢測通道（a）No. 1， （b）No. 2， （c）No. 3的 online SPEHPLC 色譜圖

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

色譜峰序號(hào)同圖2（The peak numbers are the same as in Fig.2）。[HT5][TS）]

[TS（][HT5”SS]圖4 （a）自來水樣品、（b）加標(biāo)自來水樣品（0.05 μg/L）和（c）空白在熒光檢測通道（A）No. 1， （B）No. 2， （C）No. 3的 online SPEHPLC 色譜圖

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

總之， 本方法簡化了常用的繁瑣的樣品前處理過程。水樣經(jīng)過過濾后即可直接上樣自動(dòng)富集測定。方法重現(xiàn)性好、易操作， 加標(biāo)回收率符合要求， 檢出限低， 能夠較好地應(yīng)用于水體中痕量多環(huán)芳烴殘留的測定。本方法可推廣應(yīng)用到測定水體中其它痕量污染物， 有著很好的應(yīng)用前景。