CN104297387A

CN104297387A - 一种检测海水中4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的方法

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Publication number: CN104297387A
Application number: CN201410619561.XA
Authority: CN
Inventors: 曹旭妮; 沈阳; 蒋晓丹
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2034-11-05
Also published as: CN104297387B

Abstract

本发明公开了一种检测海水中4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的方法。该方法包括下述步骤：(1)在过滤后的海水中加入C18修饰的纳米磁性粒子，搅拌，分离出C18修饰的纳米磁性粒子，用水洗涤，再用甲醇洗脱，洗脱液即为待测样品溶液；(2)采用高效液相色谱法检测4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，将待测样品溶液的色谱图与标准溶液的色谱图比较，根据峰面积即可计算出4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的含量。本发明的方法具有很高的准确性和灵敏度。

Description

一种检测海水中4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的方法

技术领域

本发明涉及分析化学领域，具体涉及一种检测海水中4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的方法。

背景技术

噻唑啉酮类化合物是一类生物合成抑制剂，属于非氧化型杀菌剂，靠杂环上的活性部分与细菌体内蛋白质的碱基形成氢键，并吸附在细菌的细胞上，破坏细胞内的DNA，从而起到防污的效果。而且噻唑啉酮类防污剂显示出优良的环境特性，能够在环境中迅速降解。以4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)防污剂为例，研究发现降解半衰期仅为266小时，而且在环境中快速隔离不形成生物积累，对环境的影响很小。正因为如此，在国际海事组织明确规定全球所有船用油漆涂料企业和船舶制造商，均禁止生产和使用对海洋生物有较大毒性的、含有机锡等有毒物质的船用防污涂料的背景下，因此噻唑啉酮类化合物引起了人们普遍的关注。事实上，噻唑啉酮类化合物使用得越来越多，对其分析检测和监控也是非常有必要的。然而，由于这类化合物不溶于水，其在海水中的含量极低，这为分析检测海水中这类化合物带来了一定的困难。

目前，关于噻唑啉酮的分析方法主要是HPLC-APCI-MS，一方面这种方法要使用到昂贵的仪器设备。为此，需要建立一种适合海水样品的富集前处理技术对准确定量海水中这类物质是十分重要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是针对海水中4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)的含量很低难以直接用常规的HPLC进行分析的问题，提供了一种检测海水中4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的方法。本发明的方法通过对海水的快速净化、富集纯化等前处理过程，然后采用HPLC方法实现对DCOIT的分析检测，具有准确性高、检测限低的优点。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供了一种检测海水中4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的方法，其包括下述步骤：

(1)在过滤后的海水中加入C18修饰的纳米磁性粒子，搅拌，分离出C18修饰的纳米磁性粒子，用水洗涤，再用甲醇洗脱，洗脱液即为待测样品溶液；

(2)采用高效液相色谱法检测4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮，将待测样品溶液的色谱图与标准溶液的色谱图比较，根据峰面积即可计算出4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的含量。

其中，步骤(1)中，所述的水洗涤的次数较佳地为3～4次。所述的水较佳地为双蒸水。

其中，所述的C18修饰的纳米磁性粒子与所述的海水的质量体积比较佳地为0.05～2g/mL。

其中，所述的C18修饰的纳米磁性粒子较佳地进行下述前处理：用甲醇洗涤，再用水洗涤3～4次。所述的水较佳地为双蒸水。

其中，所述的分离较佳地采用离心分离或磁性分离器分离。所述的离心分离的转速较佳地为12000～14000rpm，所述的离心分离的时间较佳地为5～10分钟。

其中，所述的海水与洗脱的甲醇的体积比较佳地为(10～20)∶1。

其中，所述的C18修饰的纳米磁性粒子较佳地通过下述步骤制得：

①制备纳米Fe₃O₄磁珠：氮气保护下，将氢氧化钠溶液滴加到溶有氯化亚铁和氯化铁的盐酸溶液中，反应得到纳米Fe₃O₄磁珠；

②制备C18修饰的纳米磁性粒子：将纳米Fe₃O₄磁珠重悬于碱性异丙醇水溶液中，通氮除氧后，与正硅酸乙酯(TEOS)反应得到正硅酸乙酯修饰的磁珠；将正硅酸乙酯修饰的磁珠重悬于无水甲苯中，碱性条件下与二甲基十八烷基氯硅烷(OCS)反应，得到C18修饰的纳米磁性粒子。

步骤①中，所述的反应的温度较佳地为70～80℃。

其中，所述的碱较佳地为氨水和/或三乙胺。

其中，步骤(2)中，所述的高效液相色谱法的检测条件优选如下：流动相A为双蒸水，流动相B为甲醇，以流动相A与流动相B按照下述体积比进行梯度洗脱：0min∶(50～70)％A+(30～50)％B→30min∶(0～20)％A+(80～100)％B；流速为1.0mL/min。

其中，步骤(2)中，所述的高效液相色谱的色谱柱可采用本领域常规使用的各种色谱柱，较佳地为十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱，所述的十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱较佳地为规格5μm、150×4.6mm的十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱，型号为安捷伦原装Agilent Eclipse XDB-C18色谱柱。色谱柱的柱温较佳地为15～35℃，更佳地为30℃。进样量较佳地为6～20μL，更佳地为10μL。

本发明中，双蒸水是指将经过一次蒸馏后的水，再次蒸馏所得到的水。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明首次建立了适合海水样品的DCOIT的磁性分离前处理技术及含量的分析测定方法。通过本发明的前处理技术对海水样品进行合适的富集净化处理，从而能够通过高效液相色谱法检测出处理后的样品溶液中被分析物的含量。本发明的方法具有很高的准确性和灵敏度。

附图说明

图1为实施例1的DCOIT的标准色谱图。

图2A为实施例1的C18修饰的纳米磁性粒子富集净化处理海水样品的色谱分析图。

图2B为实施例1中C18修饰的纳米磁性粒子富集净化处理添加了1×10^-7mol/L DCOIT的海水样品的色谱分析图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

(1)纳米磁性粒子的制备

量取12.5ml双蒸水，加入0.4ml浓盐酸。准确称取FeCl₂·4H₂O(1.0g)和FeCl₃·6H₂O(2.6g)，加入上述盐酸溶液中。通氮气除氧，并缓慢滴加1.5M的氢氧化钠125ml。升温至80℃，剧烈搅拌3小时。磁场分离所制备的Fe₃O₄纳米磁性粒子，双蒸水洗三次，备用。

(2)C18修饰纳米磁性粒子

将新制备的Fe₃O₄纳米磁性粒子(1.0g)加入到含6ml双蒸水，43ml异丙醇和1.25ml氨水(25％，m/m)的混合溶液。通氮气搅拌15分钟后，加入125μl TEOS，室温下搅拌4小时。磁场分离，双蒸水洗三次，60℃下干燥数小时。

取干燥的TEOS修饰的Fe₃O₄纳米磁性粒子(0.6g)添加到30ml无水甲苯中，并添加0.6ml三乙胺和0.9g的OCS，回流反应液5小时。磁场分离并用双蒸水洗三次。所得的纳米粒子为C18修饰Fe₃O₄纳米磁性粒子。

(3)C18修饰Fe₃O₄纳米磁性粒子净化富集DCOIT

取被测海水样品，过滤后用C18修饰Fe₃O₄纳米磁性粒子净化富集DCOIT，净化富集过程为：取1g C18修饰Fe₃O₄纳米磁性粒子，先用1mL甲醇和1mL双蒸水分别洗涤三次。每次洗涤，均适用磁场分离器进行分离。随后，加入海水样品20mL，室温搅拌10分钟。再用1mL双蒸水洗涤三次，最后加入1mL纯甲醇剧烈搅拌10分钟，磁场分离取上清。该洗脱液置于-20℃冰箱中，可直接用于色谱分析。

(4)DCOIT含量的色谱分析

选取五种浓度的混合标准溶液，每个浓度进样三次，取三次平均值，以响应比对浓度比做线性回归，求算标准曲线，标准曲线的方程为A＝4×10⁶C+7.147，其中A为色谱峰峰面积，C为浓度(单位为mol/L)，DCOIT的标准色谱图见图1，该图中DCOIT的含量为1.0×10^-5mol/L。

色谱条件：

仪器和设备：Agilent 1200高效液相色谱仪，二极管阵列检测器；

分离柱：安捷伦原装Agilent Eclipse XDB-C18色谱柱(150mm×4.6mmi.d.5μm)

柱温及检测温度：30℃；

流速：1.0ml/min；

进样量：10μl；

流动相A：双蒸水；B：甲醇；梯度：t＝0min，30％B；t＝30min，100％B；

(5)海水样品中DCOIT回收率测定

按每20ml海水添加1.0×10^-7mol/L的DCOIT，进行回收率实验测定，其回收率为91％。根据前述标准曲线，将上述步骤(3)的洗脱液直接进行高效液相色谱进样，并根据色谱峰面积计算样品溶液中DCOIT的含量。该实施例中，纳米磁性粒子富集样品20倍，使用该方法得到的检出限为3.0×10^-8mol/L。图2A为海水样品的色谱图，结果显示图谱在DCOIT该出峰的地方未见出峰，表明该海水中DCOIT未检出，图2B为海水样品中添加了1.0×10^-7mol/L DCOIT的色谱图。

本发明的方法的RSD(相对标准偏差)值为3.3％，回收率为91％。

而现有技术中一般检测DCOIT的最低限值为1.0×10^-7mol/L，因此本发明的检测限比现有技术低。

实施例2

改变实施例1中C18修饰磁性纳米粒子用量与海水的比例为2g/ml，其他条件均不变，可获得同样的检测结果，结果表明回收率为90％，RSD值为3.4％。

实施例3

改变实施例1中海水与甲醇的体积比为10倍时，C18修饰磁性纳米粒子用量与海水的比例为0.5g/ml，其他条件均不变，可获得同样的检测结果，回收率为92％，RSD值为3.7％。

Claims

1.一种检测海水中4，5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮的方法，其包括下述步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的水洗涤的次数为3～4次，所述的水为双蒸水。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的C18修饰的纳米磁性粒子与所述的海水的质量体积比为0.05～2g/mL。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的C18修饰的纳米磁性粒子进行下述前处理：用甲醇洗涤，再用水洗涤3～4次；

和/或，所述的分离采用离心分离或磁性分离器分离。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的海水与所述的甲醇的体积比为(10～20)∶1。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的C18修饰的纳米磁性粒子通过下述步骤制得：

②制备C18修饰的纳米磁性粒子：将纳米Fe₃O₄磁珠重悬于碱性异丙醇水溶液中，通氮除氧后，与正硅酸乙酯反应得到正硅酸乙酯修饰的磁珠；将正硅酸乙酯修饰的磁珠重悬于无水甲苯中，碱性条件下与二甲基十八烷基氯硅烷反应，得到C18修饰的纳米磁性粒子。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤①中，所述的反应的温度为70～80℃。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的高效液相色谱法的检测条件如下：流动相A为双蒸水，流动相B为甲醇，以流动相A与流动相B按照下述体积比进行梯度洗脱：0min∶(50～70)％A+(30～50)％B→30min∶(0～20)％A+(80～100)％B；流速为1.0mL/min。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高效液相色谱的色谱柱为十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱，色谱柱的柱温为15～35℃，进样量为6～20μL。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的高效液相色谱的色谱柱为规格5μm、150×4.6mm的十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱，色谱柱的柱温为30℃，进样量为10μL。