許航線(xiàn)
(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院,陜西 西安 710300)
有機(jī)錫化合物測(cè)定方法新進(jìn)展
許航線(xiàn)
(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院,陜西 西安 710300)
有機(jī)錫污染狀況、環(huán)境行為、生態(tài)毒理等對(duì)其形態(tài)分析有深刻影響,其中分析方法的靈敏度、選擇性是最重要的因素。對(duì)近幾年有機(jī)錫化合物測(cè)定技術(shù)進(jìn)行了綜述,并對(duì)有機(jī)錫化合物未來(lái)的檢測(cè)技術(shù)要求進(jìn)行了展望。
有機(jī)錫化合物;測(cè)定方法;進(jìn)展
有機(jī)錫化合物(Organotin Compounds,簡(jiǎn)稱(chēng)OTC)在工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,如用作生產(chǎn)塑料穩(wěn)定劑、農(nóng)用殺蟲(chóng)劑及船體防污涂料等。環(huán)境中極低含量的有機(jī)錫即能對(duì)生物產(chǎn)生毒性作用,并且不同形態(tài)的有機(jī)錫,其毒性和環(huán)境行為也有顯著差異。例如:三取代基有機(jī)錫毒性最強(qiáng),ng級(jí)的TBT和TPhT即對(duì)生物體產(chǎn)生不良影響,可導(dǎo)致海洋軟體動(dòng)物性畸變以及其他生理、病理異常,其對(duì)幼齡動(dòng)物的影響尤為明顯。因此研究有機(jī)錫污染狀況、環(huán)境行為、生態(tài)毒理等對(duì)其形態(tài)分析有很高的要求,其中分析方法的靈敏度、選擇性是最重要的因素。近二十年來(lái),環(huán)境中有機(jī)錫的分析技術(shù)發(fā)展很快,由于有機(jī)錫既含有金屬元素,又具有有機(jī)物的性質(zhì),因此,將有機(jī)物分離技術(shù)如氣相(GC)、高效液相(HPLC)、毛細(xì)管電泳(CE)與某些特征檢測(cè)技術(shù),如原子吸收(AAS)、原子發(fā)射(AES)、質(zhì)譜(MS)等相結(jié)合的聯(lián)用技術(shù)是目前發(fā)展的趨勢(shì)[1]。本文對(duì)近幾年有機(jī)錫化合物測(cè)定技術(shù)進(jìn)行了綜述,并對(duì)有機(jī)錫化合物未來(lái)的檢測(cè)技術(shù)要求進(jìn)行了展望。
2012年,張曉利等[2]報(bào)道了通過(guò)GC-MS/MS法檢測(cè)并確證紡織品中5種有機(jī)錫化合物快速有效的方法,有機(jī)錫包括一丁基錫、二丁基錫、三丁基錫、二辛基錫、三苯基錫。樣品經(jīng)提取、衍生和正己烷液液萃取后,以GC-MS/MS選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式(SRM)進(jìn)行定性定量測(cè)定。結(jié)果表明,方法在0.02~0.50mg/L范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好(r>0.999);有機(jī)錫化合物的定量下限(S/N≥10)為0.03~0.05mg/kg;加標(biāo)水平為0.05~0.5mg/kg時(shí),5種不同材質(zhì)陰性樣品(棉布、真絲、滌綸、羊毛布、棉/尼混紡)的平均回收率為82%~110%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD,n=5)為2.1%~7.5%。所建立的方法具有選擇性強(qiáng),靈敏度高,定性定量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),可以彌補(bǔ)氣相色譜法(GC)和氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)在確證方面的不足,也彌補(bǔ)了液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(LC-MS/MS)只能檢測(cè)三取代基有機(jī)錫化合物的局限性。
2013年,崔宗巖等[3]報(bào)道了乙基化衍生-頂空固相微萃取-氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定海水中有機(jī)錫化合物的方法,建立了四乙基硼化鈉衍生化后,采用75m聚二甲基硅氧烷/碳分子篩(PDMS/CAR)纖維進(jìn)行頂空固相微萃取,結(jié)合氣相色譜 -三重四級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)的檢測(cè)方法,用于海水中5種有機(jī)錫化合物的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)流程操作簡(jiǎn)單,海水樣品中加入內(nèi)標(biāo)三丙基錫后,使用醋酸-醋酸鈉緩沖溶液調(diào)節(jié)pH至5.0,然后加入衍生試劑四乙基硼化鈉,在磁力攪拌條件下進(jìn)行頂空固相微萃取,萃取完成后將萃取纖維直接插入氣相色譜進(jìn)樣口進(jìn)行解析分離和檢測(cè),日常檢測(cè)單個(gè)樣品的平均分析時(shí)間少于25min,而且無(wú)需有毒的有機(jī)溶劑,方法靈敏度高,對(duì)于5種有機(jī)錫化合物的檢出限范圍為0.10~0.20ng/L(Sn)。本方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度,在20ng/L(Sn)的添加濃度下,有機(jī)錫化合物回收率范圍為80.2%~93.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于13%,所建立的方法用于渤海灣養(yǎng)殖區(qū)96個(gè)海水樣品中有機(jī)錫化合物的檢測(cè),檢出率為42.7%。
2016年,王建華等[4]報(bào)道了四乙基硼化鈉衍生-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定畜禽肉中有機(jī)錫農(nóng)藥殘留,該方法建立了氣相色譜-三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜測(cè)定畜禽肉中三唑錫、三環(huán)錫、三苯基氫氧化錫和苯丁錫的分析方法。樣品經(jīng)1%甲酸-乙腈提取,四乙基硼化鈉衍生后用弗羅里硅土固相萃取柱凈化,用正己烷-丙烷(99∶1,V/V)洗脫,以HP-5MS毛細(xì)管柱分離,采用三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜的選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式進(jìn)行分析。同時(shí)研究了衍生化產(chǎn)物的一級(jí)和二級(jí)質(zhì)譜的裂解途徑和機(jī)理。結(jié)果表明:采用優(yōu)化條件下,三環(huán)錫、三苯基氫氧化錫在20~500μg/L,苯丁錫在20~200μg/L范圍內(nèi),線(xiàn)性關(guān)系良好,相關(guān)系數(shù)均在0.997以上。以雞肉和豬肉為代表性樣品基質(zhì),在添加0.03mg/kg和0.10mg/kg兩個(gè)水平,方法的平均回收率范圍為82.4%~109.6%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.1%~8.9%。三唑(三環(huán)錫)、三苯基氫氧化錫和苯丁錫的方法定量限為0.01mg/kg、0.01mg/kg和0.02mg/kg。
2009年,李英等[5]報(bào)道了氣相色譜-質(zhì)譜法(GCMS)同時(shí)快速測(cè)定聚氯乙烯塑料制品中的10種有機(jī)錫化合物的方法。聚氯乙烯(PVC)塑料制品同時(shí)含二丁基氯化錫、單丁基氯化錫、三乙基氯化錫、三苯基氯化錫、三丁基氯化錫、三丙基氯化錫、二苯基氯化錫、四丁基錫、二辛基氯化錫和單苯基氯化錫等10種有機(jī)錫化合物。使用四氫呋喃溶解PVC樣品,甲醇沉淀樣品中的聚合物,超聲萃取其中的有機(jī)錫化合物,將提取液衍生化后用正己烷萃取,采用GC-MS總離子流和選擇離子進(jìn)行定性定量測(cè)定,對(duì)衍生化時(shí)間、衍生化pH值、衍生化試劑用量、沉淀試劑用量等樣品前處理?xiàng)l件進(jìn)行了優(yōu)化,并進(jìn)行了線(xiàn)性關(guān)系、回收率、精密度等考查。結(jié)果表明,方法的線(xiàn)性范圍為0.5~50mg/L,相關(guān)系數(shù)為0.9978~0.9997。10種有機(jī)錫化合物的回收率及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=9)分別為84.23%~109.1%和4.24%~10.75%。所建立的方法能很好地應(yīng)用于PVC塑料制品中有機(jī)錫化合物的檢測(cè)。
2011年,李艷明等[6]報(bào)道了氣相色譜-質(zhì)譜法(GC -MS)測(cè)定紡織助劑中有機(jī)錫化合物的方法,該法建立了紡織助劑中二丁基錫(Dibutyltin,DBT)、三丁基錫(Tributyltin,TBT)及三苯基錫(Triphenyltin,TPhT)化合物的檢測(cè)方法。在乙酸-乙酸鈉緩沖溶液(pH=4.0)中,用正己烷超聲萃?。▽?duì)疏水性樣品)或振蕩萃取(對(duì)親水性樣品)試樣中的有機(jī)錫,然后以四乙基硼化鈉的四氫呋喃溶液為衍生化試劑進(jìn)行衍生化,用GC-MS測(cè)定,依據(jù)保留時(shí)間和選擇離子定性,外標(biāo)法定量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在0.1~8.0mg/L(對(duì)于DBT和TBT)或0.1~4.0 mg/L(對(duì)于TPhT)的范圍內(nèi),有機(jī)錫化合物的濃度(以有機(jī)錫陽(yáng)離子計(jì))與其衍生物峰面積呈良好的線(xiàn)性關(guān)系,線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)(r2)為0.9994~0.9998,檢出限為0.003~ 0.005mg/L;4種聚氨酯類(lèi)助劑基質(zhì)中3種有機(jī)錫化合物的平均加標(biāo)回收率為92.6%~108.0%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.5%~10.2%。該方法滿(mǎn)足紡織助劑中有機(jī)錫化合物的測(cè)定要求。
2013年,戚佳琳等[7]報(bào)道了GC-MS法測(cè)定木材及木制品中有機(jī)錫化合物的方法,建立了木材及木制品中4種有機(jī)錫化合物的氣相色譜-質(zhì)譜測(cè)定方法。選取松木和膠合板作為代表性樣品,在空白樣品中加入模擬防腐劑溶液,制成陽(yáng)性樣品用于實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化。以乙醇為溶劑,超聲提取樣品中的有機(jī)錫化合物,加入乙酸-乙酸鈉緩沖溶液(pH=5)調(diào)節(jié)溶液酸度,經(jīng)2%四乙基硼化鈉(NaBEt4)衍生正己烷萃取后,GC-MS同時(shí)測(cè)定,一丁基錫(MBT)、二丁基錫(DBT)、三丁基錫(TBT)和三苯基錫(TPhT)在0.1~20mg/L范圍內(nèi),線(xiàn)性良好。4種有機(jī)錫化合物的平均回收率為83.6%~103.2%,RSD小于9.8%。
2008年,于振花等[8]報(bào)道了利用高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用(HPLC-ICP/MS)同時(shí)檢測(cè)海產(chǎn)品中多種有機(jī)錫化合物的方法,對(duì)三甲基氯化錫(TMT)、二丁基氯化錫(DBT)、三丁基氯化錫(TBT)、二苯基氯化錫(DPhT)和三苯基氯化錫(TPhT)等5種有機(jī)錫進(jìn)行了分離,采用Agilent TC-C18柱進(jìn)行有機(jī)錫的形態(tài)分析,流動(dòng)相為乙腈-H2O-乙酸(65∶23∶12,V/V),流動(dòng)相含0.05%三胺,pH=3.0,流速為0.4mL/min,測(cè)定了0.5~100μg/L范圍內(nèi)5種有機(jī)錫化合物的混合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn),其相關(guān)系數(shù)優(yōu)于0.998(R2),方法的檢出限均小于0.5μg/L。采用流動(dòng)相對(duì)菲律賓蛤(Ruditapes Philippinarum,R.P.)及毛蛤(ArkShell,A.S.)樣品進(jìn)行超聲萃取及高速離心后,用上述方法進(jìn)行分析,結(jié)果表明,海產(chǎn)品中含有4種有機(jī)錫,其中TBT和TPhT的含量最高,為14.38~104.7μg/L(干重)。TMT、TBT和TPhT的加標(biāo)回收率均優(yōu)于80%。DPhT和DBT可能存在吸附或降解問(wèn)題,因而回收率僅為37.3%~75.2%。
2011年,于振花等[9]又報(bào)道了利用HPLC-ICP/MC測(cè)定沉積物中多種有機(jī)錫化合物的方法,該法為了快速有效地檢測(cè)沉積物 中的多種有機(jī)錫,利用HPLC-ICP/MS技術(shù)對(duì)沉積物中的5種有機(jī)錫三甲基氯化錫(TMT)、二丁基氯化錫(DBT)、三丁基氯化錫(TBT)、二苯基氯化錫(DPhT)和三苯基氯化錫(TPhT)的形態(tài)進(jìn)行了分離,采用Agilent TC-C18柱進(jìn)行有機(jī)錫的形態(tài)分析,流動(dòng)相為乙腈-水-乙酸(65∶23∶12,V/V),含0.05%三乙胺,pH=3.0,流速為0.6mL/min,方法的檢出限均小于0.5g/L。采用添加0.2%環(huán)庚三烯酚酮的流動(dòng)相對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)PACS-2樣品進(jìn)行超聲萃取及高速離心后,用上述方法進(jìn)行分析,結(jié)果表明,PACS-2中二丁基錫的含量為0.99mg/kg,三丁基錫的含量為0.83mg/kg,測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值吻合。對(duì)PACS-2的5種有機(jī)錫的加標(biāo)回收率均大于80%。該方法前處理簡(jiǎn)單快速,可用于沉積物中有機(jī)錫的形態(tài)分析。
2011年,李湘等[10]報(bào)道了利用HPLC-ICP/MS分析海洋沉積物中有機(jī)錫的形態(tài),建立了高效液相色譜-電感耦合等離子質(zhì)譜測(cè)定海洋沉積物中二丁基錫(DBT)、三丁基錫(TBT)、二苯基錫(DPhT)及三苯基錫(TPhT)的形態(tài)分析方法。通過(guò)改變流動(dòng)相組分比例,使4種有機(jī)錫達(dá)到基線(xiàn)分離。比較不同提取方法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)PACA-2中有機(jī)錫的提取效率,以乙腈-H2O-乙酸(55∶33∶12,V/V)(含5%三乙胺,pH=3.0)為提取劑時(shí),超聲提取效率最高(>91.5%),其加標(biāo)回收率均大于96%。本方法對(duì)DBT、TBT、DPhT和TPhT的檢出限分別達(dá)到0.7、0.75、0.45和0.4g/kg。對(duì)濃度范圍為0.5~100g/kg有機(jī)錫混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,4種有機(jī)錫線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)均大于0.998。利用本方法對(duì)幾種海洋沉積物樣品和海產(chǎn)品中的有機(jī)錫進(jìn)行測(cè)定,在部分沉積物樣品中檢測(cè)到了DBT和TBT,部分海產(chǎn)品中檢測(cè)到了少量TBT和TPhT。
2008年,趙孔祥等[11]報(bào)道了氣相色譜-脈沖火焰光度法(GC-PFPD)測(cè)定水產(chǎn)品中的有機(jī)錫化合物。該方法以氫溴酸+四氫呋喃(1+20)和0.03%環(huán)庚三烯酚酮-正己烷為萃取劑,凝膠滲透色譜法(GPC)凈化,戊基溴化鎂衍生化后弗羅里硅土柱凈化,氣相色譜-脈沖火焰光度檢測(cè)器(硫模式)檢測(cè),結(jié)果表明,8種有機(jī)錫組分及內(nèi)標(biāo)分離良好,各組分相對(duì)響應(yīng)因子的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)<15%,2種基質(zhì)3個(gè)水平加標(biāo)的平均回收率為84.1%~116.6%,RSD小于20%,標(biāo)準(zhǔn)參考物(ERM -CE477)中3種丁基錫測(cè)定結(jié)果與定值一致。該法滿(mǎn)足了水產(chǎn)品中多組分有機(jī)錫痕量檢測(cè)的需要。
2009年,徐琴等[12]報(bào)道了液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)法同時(shí)測(cè)定電子電氣產(chǎn)品塑料部件中有機(jī)錫化合物的方法。樣品經(jīng)四氫呋喃溶解,并經(jīng)甲醇沉淀雜質(zhì)后,用LC-MS儀進(jìn)行測(cè)定和確證。色譜柱為 ZORBAX 300-SCX柱(250mm×4.6mm×5μm i.d.),流動(dòng)相為體積比80∶20的甲醇-20mmol/L醋酸銨(含0.01%冰乙酸),等度洗脫,流速為1.0mL/min,選擇離子監(jiān)測(cè)模式。三丁基錫、三苯基錫、三辛基錫的線(xiàn)性范圍分別為0.1~10.0mg/L,0.1~10.0mg/L,0.05~5.0mg/L(相關(guān)系數(shù)r2≥0.9992),方法定量下限(LOQ)依次為0.005%、0.005%、0.0025%;平均加標(biāo)回收率為80%~100%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.6%~11.5%(n=6)。
目前有機(jī)錫的主要分析技術(shù)是氣相色譜和液相色譜。前者對(duì)高沸點(diǎn)化合物、非揮發(fā)性物質(zhì)、熱不穩(wěn)定化合物、離子型化合物及高聚物的分離、分析較為困難。用它來(lái)分析有機(jī)錫時(shí),必須進(jìn)行衍生化步驟,有機(jī)錫衍生化繁瑣、費(fèi)時(shí),還會(huì)影響有機(jī)錫的萃取效率,而高效液相色譜不涉及有機(jī)錫的衍生化,分析對(duì)象也要廣泛得多,可以分離通常以離子或中性形式存在的絕大部分有機(jī)錫化合物,適用范圍頗為廣泛。在有機(jī)錫的分析過(guò)程中,應(yīng)以提高儀器的靈敏度為要旨,使有機(jī)錫化合物的檢測(cè)變得更加靈敏、簡(jiǎn)單、快速[13]。
[1]于振花,荊淼,王小如,等.液液萃取-高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜同時(shí)測(cè)定海水中的多種有機(jī)錫[J].光譜學(xué)與光譜分析,2009,29(10):265-269.
[2]張曉利,冼燕萍,劉崇華,等.GC-MS/MS法檢測(cè)并確證紡織品中5種有機(jī)錫化合物[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2012,31(8):909-914.
[3]崔宗巖,葛娜,曹彥忠,等.乙基化衍生-頂空固相微萃取-氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定海水中的有機(jī)錫化合物[J].分析化學(xué),2013,41(12):108-113.
[4]王建華,張慧麗.四乙基硼化鈉衍生-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定畜禽肉中有機(jī)錫農(nóng)藥殘留[J].食品科學(xué),2016,37(6):178 -183.
[5]李英,李彬,劉麗,等.氣相色譜-質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定聚氯乙烯塑料制品中的10種有機(jī)錫化合物[J].色譜,2009,27(1):69-73.
[6]李艷明,胡勇杰,劉金華,等.氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定紡織助劑中的有機(jī)錫[J].色譜,2011,29(4):353-357.
[7]戚佳琳,楊桂朋,王兆錕,等.氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定木材及木制品中的有機(jī)錫化合物[J].分析化學(xué),2013,41(1):119-122.
[8]于振花,張杰,王小如.高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定沉積物中的多種有機(jī)錫[J].分析化學(xué),2011,36(4):113-116.
[9]于振花,荊淼,王庚,等.高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用同時(shí)檢測(cè)海產(chǎn)品中的多種有機(jī)錫[J].分析化學(xué),2008,39(8):30-34.
[10]李湘,余晶晶,李冰,等.高效液相色譜-電感耦合等離子質(zhì)譜法分析海洋沉積物中有機(jī)錫的形態(tài)[J].分析化學(xué),2011,39(9):113-118.
[11]趙孔祥,趙云峰,付武勝,等.氣相色譜-脈沖火焰光度法測(cè)定水產(chǎn)品中有機(jī)錫的研究 [J].中國(guó)食品衛(wèi)生雜志,2008(2):102-104.
[12]徐琴,牛增元,葉曦雯,等.液相色譜-質(zhì)譜法對(duì)電子電氣產(chǎn)品塑料部件中有機(jī)錫的測(cè)定[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2009,28(11):48 -52.
[13]柳英霞,李娟,鄢愛(ài)平,等.食品中有機(jī)錫化合物分析方法研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2010,31(19):442-449.□
New Progress in AnalyticalMethods of Organo Tin Com pounds
XU Hang-xian
(DepartmentofChemicalEngineering,shaanxi Instituteof Technology,Xi'an 710300,China)
Wherein the sensitivity,selectivity ofanalysismethods is themost important factor.Thisarticalmade a review of organic tin compoundsmeasurement in recent years,and an organic tin compound detection technology requirements for futureprospectsmadeabriefof theirprospects.
organic tin compounds;analyticalmethod;progross
10.3969/j.issn.1008-553X.2016.05.005
O652.1
A
1008-553X(2016)05-0014-04
2016-05-03
許航線(xiàn)(1984-),男,畢業(yè)于揚(yáng)州大學(xué),講師,研究方向:有機(jī)合成,15114823175,hang.xian@163.com。