CN106442819A - 一种气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚a的方法 - Google Patents

一种气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚a的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，包括以下步骤：(1)、检测样品前处理：检测样品选取此水域的水体或底泥，或者是水域中生活的鱼类的鱼血；(2)、凝胶柱制备：称取凝胶先用的混合洗脱液浸泡过夜，然后将凝胶灌入色谱柱内；所述的混合洗脱液为正己烷与丙酮的混合溶液；(3)、样品的净化；(4)、衍生及定量；(5)、GC‑MS法分析：采用气相色谱质谱联用仪对步骤(4)中得到的样品溶液进行分析，检测其中四溴双酚A的含量。本发明提供的方法能够减少样品中杂质以及外来杂质的干扰，从而实现气相色谱质谱联用仪准确定量四溴双酚A，本发明具有操作简单、重复性好、精度高的优点。

Description

一种气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法
技术领域
本发明涉及一种气相色谱质谱联用仪检测四溴双酚A凝胶色谱柱的制备方法以及四溴双酚A的检测方法，属于环境或水产品检测技术领域。
背景技术
目前，随着人们防火意识的增强和防火安全标准的提高，阻燃材料的应用越来越广泛。溴代阻燃剂(BFRs)由于其生产工艺成熟、性质稳定，阻燃性能好等优点成为目前世界上产量和用量最大的有机阻燃剂。溴代阻燃剂中的很多化合物都具有持久性、亲脂性和生物富集性。因此，从阻燃材料中释放的溴代阻燃剂会在土壤、水体、沉积物和底泥等环境介质以及人体、动植物体等生物介质中残留数十年甚至更长时间，而且残留的溴代阻燃剂能通过大气“全球蒸馏效应”和“蚱蜢跳效应”迁移到偏远甚至极地地区，造成全球性的溴代阻燃剂污染。
环境和水产品中的有机污染物种类越来越多，且这类有机污染物所处的基体也十分复杂，如果杂质不经处理，则会对后续有机污染物的检测结果产生较大干扰，影响检测的结果。
发明内容
本发明提供了一种气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，该方法能够减少样品中杂质以及外来杂质的干扰，从而实现气相色谱质谱联用仪准确定量四溴双酚A，本发明具有操作简单、重复性好、精度高的优点。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，包括以下步骤：(1)、检测样品前处理：检测样品选取此水域的水体或底泥，或者是水域中生活的鱼类的鱼血，当样品选取为底泥或鱼血时，将底泥或鱼血进行初冷冻，冻结后将样品放入冷冻干燥机中冻干，然后在样品中加入硅藻土并混合均匀，将混合物装入索氏提取滤筒中并放置在索氏抽提装置内，水浴提取，得到样品提取液，将样品提取液进行浓缩，得到浓缩液；
当样品选取为水体时，将水体用三氯甲烷分次萃取，将萃取液合并于浓缩瓶中进行浓缩得到初级浓缩液，然后将初级浓缩液转移到氮吹管中进行氮吹，得到浓缩液；
(2)、凝胶柱制备：称取30～50g凝胶先用100～200mL的混合洗脱液浸泡过夜，然后将凝胶灌入色谱柱内；所述的混合洗脱液为正己烷与丙酮按照1:0.5～2的体积比混合后的混合溶液；
(3)、样品的净化：先用Supelclean Envi-Carb柱除去样品色素，再将混合洗脱液冲洗凝胶柱，待液面与凝胶相平时，将浓缩液0.5～1.5mL注入到凝胶柱中，控制凝胶柱的流速为1.0～3.0mL/min，收集25～150mL洗脱液，并将其浓缩至50～200μL，制得洗脱浓缩液；
(4)、衍生及定量：在洗脱浓缩液中加入0.05～0.20mL的混合衍生液：N,O-双(甲基硅烷)三氟乙酰胺/三甲基氯硅烷，密封后在漩涡混匀器内混匀，再于50℃～70℃条件下恒温水浴衍生50～70min；采用双内标定量法，以四溴双酚A、同位素内标和回收内标溶液来定量；
(5)、GC-MS法分析：采用气相色谱质谱联用仪对步骤(4)中得到的样品溶液进行分析，检测其中四溴双酚A的含量。
步骤(1)中，初冷冻的温度为-18℃，冷冻干燥机设定预冷冻温度为-20℃～-40℃，冷冻干燥温度为-30℃～-50℃。
步骤(1)中，若样品为鱼血，则鱼血与加入的硅藻土的质量比为1:0.5～2，若样品为底泥，则底泥与加入的硅藻土的质量比为10:1～10:4。
步骤(1)中水浴提取具体步骤为：在60℃条件下水浴提取5～10h，虹吸时间为2～5次/h；浓缩的具体步骤为：将样品提取液转移到旋转蒸发瓶中，浓缩温度为40℃，在此条件下进行浓缩。
步骤(1)中萃取分三次进行，浓缩瓶中浓缩温度为40℃，氮吹仪的氮吹温度为40℃，在氮吹过程中加入正己烷后循环进行氮吹三次，制得浓缩液。
步骤(2)中色谱柱的内径与长度之比为11:12～18，填充高度20～40cm。
步骤(4)中所述混合衍生液中N,O-双(甲基硅烷)三氟乙酰胺与三甲基氯硅烷的体积比为99:1～5。
步骤(5)中GC-MS法的具体参数为：进样体积为1～5μL，脉冲分流或脉冲不分流模式，脉冲时间为1～5min，脉冲压力10～30psi；氦气作为载气；采用恒流模式流速为0.5～1.2mL/min；进样口的温度为250～330℃，隔垫吹扫模式为标准吹扫流量为2～5.0mL/min；柱相的升温程序：起始温度70～100℃，保持2～5min，升温速率为15～25℃/min，最终保持温度280～330℃，保持5～15min，从而使待测物中所有的杂质和四溴双酚A完全分开；质谱条件设置为：离子源的温度200～300℃。
本发明中采用Supelclean Envi-Carb柱和凝胶柱对样品进行净化，其中Supelclean Envi-Carb柱主要除去色素。凝胶柱色谱柱除去杂质，由于凝胶分子内有空隙，装入色谱柱后，分子与分子之间也有空隙而且比分子内孔径大，在分离时大分子物质直接从凝胶分子间的空隙通过时间少；而小分子物质则通过分子内空隙路程多时间多，把后出来的等杂质去除，对后续四溴双酚A的检测很有帮助。本发明与现有技术相比，其有益效果和优点在于：
该方法中凝胶柱性能优越，能克服复杂的基体效应，能去除含多溴联苯类化合物类有机污染物基体中的多种杂质，消除了对后续四溴双酚A有机污染物检测产生的干扰。更重要的是，该方法制备的凝胶净化色谱柱操作简单，经试验表明，使用该方法制备的凝胶色谱柱检测四溴双酚A有机污染物具有灵敏度高、准确度高、重现性好和回收率高的优点。
具体实施方式
为检验本发明提供的检测方法的可行性和优越性，发明人在环境和水产品中加入四溴双酚A标准溶液，将含有标准溶液的环境和水产品中采用本发明提供的样品提取方法和凝胶胶净化色谱柱进行分离，从而检测环境和水产品中的四溴双酚A的含量，根据检出的结果浓度和已知的有机物浓度的差异，对该方法样品提取和凝胶净化可行性和优越性进行评估。
实施例1
1、量取500mL水样，将水样加入到2L分液漏斗，加入四溴双酚A和同位素内标溶液(MTBBPA)，将溶液混合均匀并平衡1～2h。
水的提取，取500mL水样于分液漏斗，用150mL三氯甲烷分3次萃取，合并萃取液于浓缩瓶，浓缩温度40℃，浓缩约为1mL，再将浓缩液转移到氮吹管中，然后用5mL的混提取液分2次来润洗浓缩瓶，洗液合并到氮吹管中，将氮吹管放在氮吹仪，氮吹温度为40℃，氮吹至约0.5mL，再加入5mL正己烷进行氮吹，重复进行3次，最后浓缩至1.0mL，再进行凝胶色谱净化操作。
2、称取40g凝胶，溶解在150mL丙酮：正己烷(1:1)浸泡，并搅拌放置过夜，然后灌入到色谱柱，凝胶色谱柱(30cm×22mm(id))，装填高度为25cm。
3、打开色谱柱下端的活塞至活塞，使流入色谱柱的液体的流速最大，将丙酮：正己烷(1:1)自色谱柱上端口沿色谱柱内壁缓缓注入色谱柱，注意不要使凝胶被丙酮：正己烷(1:1)冲起，如果凝胶形态均一，无断裂现象时，停止注入丙酮：正己烷(1:1)，最后用150mL丙酮：正己烷(1:1)洗脱色谱柱，洗脱完毕后关闭色谱柱下端的活塞。
将步骤1中的1.0mL正己烷提取液注入到凝胶色谱柱中，用250mL的正己烷和丙酮(1:1)洗脱，洗脱液流速控制在2.0mLmin-1，舍弃前50mL的正己烷和丙酮(1:1)洗脱液，收集50～120mL的洗脱液，然后在40℃下，用旋转蒸发仪浓缩至约1mL，然后用5mL的洗脱液分2次来润洗浓缩瓶，再将洗脱液合并到氮吹管中，进行氮吹，氮吹温度为40℃，氮吹至约0.5mL，加入5mL正己烷替换丙酮，至少重复操作3次，最后氮吹至0.1mL；
4、将氮吹后的溶液转移至2.0mL液体自动进样瓶中，加入0.1mL的混合衍生液N，O-双(甲基硅烷)三氟乙酰胺/三甲基氯硅烷(99:1)密封后在漩涡混匀器混匀，于60℃恒温水浴衍生60min,再加入0.1mL的回收内标标准溶液(MBDE的浓度为25μg mL-1)，用于后续的GC-MS分析。按照上述操作步骤进行样品空白试验。
5、GC-MS法测定正己烷溶解的残留物中四溴双酚A的含量，具体参数为：采样(5％-苯基)-甲基聚硅氧烷填料的毛细管色谱柱，耐高温低流失的隔垫和石墨密封垫、去活处理内填有少量玻璃棉分流与不分流通用型衬管；进样体积为1～5μL，脉冲分流或脉冲不分流模式，脉冲时间为1～5min，脉冲压力10～30psi；氦气作为载气；采用恒流模式流速为0.5～1.2mL/min；进样口的温度为250～330℃，隔垫吹扫模式为标准吹扫流量为2～5.0mL/min；柱相的升温程序：起始温度70～100℃，保持2～5min，升温速率为15～25℃/min，最终保持温度280～330℃，保持5～15min，从而使待测物中所有的杂质和四溴双酚A完全分开；质谱条件设置为：离子源的温度200～300℃。
测定的结果为：水样中四溴双酚A在25μg/L的加标水平下的回收率为：82％～94％；
上述回收率的结果满足欧盟指令(European Union document 2002/657/EC)中的相关要求。10μg/kg≤P＜100μg/kg时回收率需在80％～110％范围内，P指待测物的浓度。
实施例2
1、称取1.0g的鱼血或5.0g底泥，在其中加入四溴双酚A和同位素内标溶液(MTBBPA)，底泥或鱼血样品放入冰箱中冷冻(-18℃)，待冷冻完全后，把冷冻底泥或鱼血放入冷冻干燥机，冷冻干燥机预冷冻温度-20℃～-40℃，冷冻干燥温度-30℃～-50℃，鱼血或底泥的中，鱼血中加入硅藻土(鱼血：硅藻土＝1:1)，底泥中加入硅藻土(底泥：硅藻土＝5:1)，混合均匀，样品混匀后装入索氏提取滤筒并放置索氏抽提装置。注入50mL正己烷和丙酮(1:1)混合提取液，浸泡索氏滤筒并放置过夜。加入50mL正己烷和丙酮(1:1)混合提取液圆底烧瓶，在60℃水浴提取8h，虹吸时间为3次/h。待提取完成后，将混合提取液转移到旋转蒸发瓶，并用45mL混合提取液分3次润洗圆底烧瓶，洗液合并于旋转蒸发瓶中进行浓缩，浓缩温度40℃，浓缩约为1mL，再将浓缩液转移到氮吹管中，然后用5mL的混合提取液分2次来润洗浓缩瓶，再将洗液合并到氮吹管中，将氮吹管放在氮吹仪，氮吹温度为40℃，氮吹至约0.5mL，再加入5mL正己烷进行氮吹，重复进行3次，最后浓缩至1.0mL，再进行凝胶色谱净化操作。
2、称取40g凝胶，溶解在150mL丙酮：正己烷(1:1)浸泡，并搅拌放置过夜，然后灌入到色谱柱，凝胶色谱柱(30cm×22mm(id))，装填高度为25cm。
3、打开色谱柱下端的活塞至活塞，使流入色谱柱的液体的流速最大，将丙酮：正己烷(1:2)自色谱柱上端口沿色谱柱内壁缓缓注入色谱柱，注意不要使填充物质被丙酮：正己烷(1:1)冲起，使填充物全部被润湿时且无气泡，当色谱柱柱内各填充物层次清晰、形态均一时，停止注入丙酮：正己烷(1:1)，最后用150mL丙酮：正己烷(1:1)洗脱色谱柱，洗脱完毕后关闭色谱柱下端的活塞。
将步骤1中的浓缩液注入到凝胶色谱柱中，用250mL的正己烷和丙酮(1:1)洗脱，洗脱液流速控制在2.0mL min-1，舍弃前50mL的正己烷和丙酮(1:1)洗脱液，收集50～120mL的洗脱液，然后在40℃下，用旋转蒸发仪浓缩至约1mL，然后用5mL的洗脱液分2次来润洗浓缩瓶，再将洗脱液合并到氮吹管中，进行氮吹，氮吹温度为40℃，氮吹至约0.5mL，加入5mL正己烷替换丙酮，至少重复操作3次，最后氮吹至0.1mL。
4、将氮吹后的溶液转移至2.0mL液体自动进样瓶中，加入0.1mL的回收内标标准溶液(MBDE的浓度为25μg mL-1)，再加入0.1mL的混合衍生液N，O-双(甲基硅烷)三氟乙酰胺/三甲基氯硅烷(99:1)密封后在漩涡混匀器混匀，于60℃恒温水浴衍生60min，用于后续的GC-MS分析用同位素稀释法或GC-MS法测定正己烷溶解的残留物中多溴联苯类化合物的含量。
5、GC-MS法测定正己烷溶解的残留物中四溴双酚A的含量，具体参数为：采样(5％-苯基)-甲基聚硅氧烷填料的毛细管色谱柱，耐高温低流失的隔垫和石墨密封垫、去活处理内填有少量玻璃棉分流与不分流通用型衬管；进样体积为1～5μL，脉冲分流或脉冲不分流模式，脉冲时间为1～5min，脉冲压力10～30psi；氦气作为载气；采用恒流模式流速为0.5～1.2mL/min；进样口的温度为250～330℃，隔垫吹扫模式为标准吹扫流量为2～5.0mL/min；柱相的升温程序：起始温度70～100℃，保持2～5min，升温速率为15～25℃/min，最终保持温度280～330℃，保持5～15min，从而使待测物中所有的杂质和四溴双酚A完全分开；质谱条件设置为：离子源的温度200～300℃。
测定的结果为：底泥中四溴双酚A在25μg/kg的加标水平下的回收率为：80％～90％；鱼血中四溴双酚A在25μg/kg的加标水平下的回收率为：75％～92％。
上述回收率的结果满足欧盟指令(European Union document 2002/657/EC)中的相关要求。10μg/kg≤P＜100μg/kg时回收率需在80％～110％范围内，P指待测物的浓度。
根据实施例1和实施例2检测的结果可以看出，各持久性有机物的回收率全部都满足欧盟指令(European Union document 2002/657/EC)中的相关要求，说明采用本发明提供的多环境和水产品中采用本发明提供的样品提取和凝胶胶净化色谱柱进行分离，能用于检测环境样品中持久性有机物的含量，而且灵敏度高、准确度高、重现性好和回收率高。

Claims (8)

1.一种气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、检测样品前处理：检测样品选取此水域的水体或底泥，或者是水域中生活的鱼类的鱼血，当样品选取为底泥或鱼血时，将底泥或鱼血进行初冷冻，冻结后将样品放入冷冻干燥机中冻干，然后在样品中加入硅藻土并混合均匀，将混合物装入索氏提取滤筒中并放置在索氏抽提装置内，水浴提取，得到样品提取液，将样品提取液进行浓缩，得到浓缩液；
当样品选取为水体时，将水体用三氯甲烷分次萃取，将萃取液合并于浓缩瓶中进行浓缩得到初级浓缩液，然后将初级浓缩液转移到氮吹管中进行氮吹，得到浓缩液；
(2)、凝胶柱制备：称取30～50g凝胶先用100～200mL的混合洗脱液浸泡过夜，然后将凝胶灌入色谱柱内；所述的混合洗脱液为丙酮与正己烷按照1:0.5～2的体积比混合后的混合溶液；
(3)、样品的净化：先用Supelclean Envi-Carb柱除去样品色素，再用的混合洗脱液冲洗凝胶柱，待液面与凝胶相平时，将浓缩液0.5～1.5mL注入到凝胶柱中，控制凝胶柱的流速为1.0～3.0mL/min，收集25～150mL洗脱液，并将其浓缩至50～200μL，制得洗脱浓缩液；
(4)、衍生及定量：在洗脱浓缩液中加入0.05～0.20mL的混合衍生液：N,O-双(甲基硅烷)三氟乙酰胺/三甲基氯硅烷，密封后在漩涡混匀器内混匀，再于50℃～70℃条件下恒温水浴衍生50～70min；采用双内标定量法，以四溴双酚A、同位素内标和回收内标溶液来定量；
(5)、GC-MS法分析：采用气相色谱质谱联用仪对步骤(4)中得到的样品溶液进行分析，检测其中四溴双酚A的含量。
2.根据权利要求1所述的气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，其特征在于步骤(1)中，初冷冻的温度为-18℃，冷冻干燥机设定预冷冻温度为-20℃～-40℃，冷冻干燥温度为-30℃～-50℃。
3.根据权利要求1所述的气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，其特征在于步骤(1)中，若样品为鱼血，则鱼血与加入的硅藻土的质量比为1:0.5～2，若样品为底泥，则底泥与加入的硅藻土的质量比为10:1～10:4。
4.根据权利要求1所述的气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，其特征在于步骤(1)中水浴提取具体步骤为：在60℃条件下水浴提取5～10h，虹吸时间为2～5次/h；浓缩的具体步骤为：将样品提取液转移到旋转蒸发瓶中，浓缩温度为40℃，在此条件下进行浓缩。
5.根据权利要求1所述的气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，其特征在于步骤(1)中萃取分三次进行，浓缩瓶中浓缩温度为40℃，氮吹仪的氮吹温度为40℃，在氮吹过程中加入正己烷后循环进行氮吹三次，制得浓缩液。
6.根据权利要求1所述的气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，其特征在于步骤(2)中色谱柱的内径与长度之比为11:12～18，填充高度20～40cm。
7.根据权利要求1所述的气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，其特征在于步骤(4)中所述混合衍生液中N,O-双(甲基硅烷)三氟乙酰胺与三甲基氯硅烷的体积比为99:1～5。
8.根据权利要求1所述的气相色谱质谱联用检测水域中四溴双酚A的方法，其特征在于步骤(5)中GC-MS法的具体参数为：进样体积为1～5μL，脉冲分流或脉冲不分流模式，脉冲时间为1～5min，脉冲压力10～30psi；氦气作为载气；采用恒流模式流速为0.5～1.2mL/min；进样口的温度为250～330℃，隔垫吹扫模式为标准吹扫流量为2～5.0mL/min；柱相的升温程序：起始温度70～100℃，保持2～5min，升温速率为15～25℃/min，最终保持温度280～330℃，保持5～15min，从而使待测物中所有的杂质和四溴双酚A完全分开；质谱条件设置为：离子源的温度200～300℃。
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