CN111239268A - 固相萃取-液相色谱法测定环境水样中酰胺类化合物的方法 - Google Patents

固相萃取-液相色谱法测定环境水样中酰胺类化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于分析检测技术领域，具体涉及一种利用固相萃取‑液相色谱法测定环境水样中酰胺类化合物的方法。本发明的固相萃取方法可以有效去除水样中杂质，特别是疏水性有机杂质，对水样进行纯化，避免杂质对检测结果的影响。由于本申请的方法在固相萃取纯化过程中使用活性炭固相萃取柱及特定用量的淋洗剂和洗脱剂，因此可以较好地纯化水样，且该纯化方法几乎不损失样品中的酰胺类化合物。纯化完成后除去洗脱剂，使用水溶解样品，方便后续液相色谱检测。

Description

固相萃取-液相色谱法测定环境水样中酰胺类化合物的方法
技术领域
本发明属于分析检测技术领域，具体涉及一种利用固相萃取-液相色谱法测定环境水样中酰胺类化合物的方法。
背景技术
酰胺类化合物在纤维、制药、染料、合成革和制衣等行业中应用广泛，可随工业废水排出进入水体环境中，对人体造成一定的毒害作用。这类化合物可经皮肤、呼吸道和消化道吸收，对人体心脏、肝脏、血管和神经等系统产生危害，影响着人体健康，因此环境中的酰胺类化合物的检测日益受到人们广泛的关注。国内目前缺少酰胺类化合物的相关水质检测标准和标准限值要求，关联较大的仅有环境空气和废气中的酰胺类化合物的测定，规定了甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和丙烯酰胺的测定方法。
研究报道中测定水中酰胺类物质的常见的分析检测方法有气相色谱法、气相色谱-质谱法(GC-MS)、紫外分光光度法、高效液相色谱-质谱法以及高效液相色谱法等。由于酰胺类化合物的水溶性很强，而气相色谱仪不能进水相，需要复杂的衍生化处理后再用有机溶剂提取，过程繁琐复杂，检测成本相对较高，方法的灵敏度也比较低。而采用紫外分光光度法的缺点是检测结果易受硝酸盐等杂质的干扰，且紫外分光光度法只能测定酰胺类化合物的总量，不能实现不同酰胺类化合物的同时检测与定量。
发明内容
为改善上述技术问题，本发明首先提供一种利用固相萃取去除酰胺类化合物水样中杂质的方法，包括如下步骤：将含有酰胺类化合物的水样加入活性炭固相萃取柱，使用淋洗剂洗涤后再使用洗脱剂洗脱。
根据本发明的实施方案，所述酰胺类化合物选自甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中的至少一种。
根据本发明的实施方案，所述杂质选自疏水性有机杂质。
根据本发明的实施方案，所述活性炭固相萃取柱优选为天津博纳艾杰尔科技有限公司生产的活性炭固相萃取柱，例如天津博纳艾杰尔科技有限公司生产的规格为0.5g/6mL的活性炭固相萃取柱Cleanert-SPE:ND5006。
根据本发明的实施方案，所述淋洗剂为水。
根据本发明的实施方案，含有酰胺类化合物的水样中酰胺类化合物的总浓度为1～3.0mg/L，且上样量为1～50m L时，所述淋洗剂的用量为0.5mL。
根据本发明的实施方案，洗脱剂为腈类溶剂，例如乙腈。
根据本发明的实施方案，含有酰胺类化合物的水样中酰胺类化合物的总浓度为1～3.0mg/L，且上样量为1～50m L时，所述洗脱剂的用量为3.0mL。
根据本发明的实施方案，所述水样包括地表水样、工业废水、河道水样等需要测试含酰胺类化合物含量的水样。
根据本发明的实施方案，当待萃取水样中含有甲酰胺时，采用甲酰胺浓度为1～3.0mg/L的样品进行纯化，固相萃取的上样量为1.0mL。
根据本发明的实施方案，当待萃取水样中不含有甲酰胺，但含有N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中的至少一种时，采用酰胺类化合物浓度为1～3.0mg/L的样品进行纯化，固相萃取的上样量为1.0～50.0mL。根据本发明的实施方案，所述方法还包括萃取前使用腈类溶剂，例如乙腈对活性炭固相萃取柱进行活化。
根据本发明的实施方案，所述活化的时间为0.5～50min，例如0.5～10min，如5min。
根据本发明的实施方案，所述方法还包括使用腈类溶剂活化后再使用水对固相萃取柱进行平衡。
根据本发明的实施方案，所述平衡的时间为0.5～50min，例如0.5～10min，如5min。
根据本发明的实施方案，所述方法还包括使用滤膜对洗脱下来的水样进行过滤，例如使用0.22μm PTFE滤膜对洗脱下来的水样进行过滤。
根据本发明的实施方案，所述方法还包括过滤完成后对水样进行浓缩除去洗脱剂，然后使用水定容样品进行检测的步骤。
本发明还提供一种对水样中酰胺类化合物进行检测的方法，包括如下步骤：
1)配制含酰胺类化合物的标准水溶液，使用液相色谱进行检测，绘制酰胺类化合物的标准曲线；
2)将上述固相萃取获得的样品使用步骤1)相同的液相色谱条件进行检测，根据步骤1)的标准曲线计算出样品中酰胺类化合物的浓度。
根据本发明的实施方案，步骤1)中所述液相色谱的色谱条件为：色谱柱:AthenaC18-WP液相色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)；柱温：30℃；流动相：乙腈/水(5:95，V/V)；流速：1.0mL/min；检测波长：195nm。
根据本发明的实施方案，步骤1)中酰胺类化合物的标准曲线如图2所示。
有益效果
本发明的固相萃取方法可以有效去除水样中杂质，特别是疏水性有机杂质，对水样进行纯化，避免杂质对检测结果的影响。由于本申请的方法在固相萃取纯化过程中使用活性炭固相萃取柱及特定用量的淋洗剂和洗脱剂，因此可以较好地纯化水样，且该纯化方法几乎不损失样品中的酰胺类化合物。纯化完成后使用除去洗脱剂，使用水溶解样品，方便后续液相色谱检测。
本发明的方法回收率符合分析要求，且分析结果可靠，干扰小，精密度和准确度高，适用于地表水样、工业废水和河道水样中酰胺类化合物的定量检测分析。为相关项目的检测分析和相关标准的建立提供参考方法。
附图说明
图1为液相色谱法测得的5种酰胺类化合物的标准色谱图。
图2为液相色谱法测定5种酰胺类化合物标准曲线图。
图3为(a)地表水、(b)河道水、(c)台州市某化工厂废水液相色谱图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例1
1.1标准溶液的制备
分别准确称取甲酰胺0.1269g，N-甲基甲酰胺0.1010g，N-甲基乙酰胺0.0943g，DMF0.0978g，DMAC 0.0966g，各自置于25mL容量瓶中，加超纯水定容至刻度，作为标准储备溶液，再吸取上述标准储备溶液1.0mL于10mL容量瓶中，则可得到稀释10倍的标准中间溶液，静置备用。
1.2绘制标准曲线
分别吸取上述5种酰胺类物质的标准中间溶液各1μL、2μL、4μL、6μL、8μL、10μL、16μL、20μL配成混合标准溶液系列浓度梯度，用纯水定容，浓度分别为0.5、1、2、3、4、5、8、10mg/L。以保留时间定性，按照如下液相色谱条件进行分析：色谱柱:Athena C18-WP液相色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)；柱温：30℃；流动相：乙腈/水(5:95，V/V)；流速：1.0mL/min；检测波长：195nm；进样体积：10μL。
检测得到的标准色谱图如图1，由图1可知，各种物质都能较好地分离，5种物质之间各不干扰。以浓度为横坐标，测得峰面积为纵坐标绘制标准曲线(图2)。
实施例2
分别吸取实施例1中制备的5种酰胺类化合物标准中间溶液1.5μL(浓度为500mg/L)进行固相萃取处理，具体操作为：先用1.50mL乙腈活化天津博纳艾杰尔科技有限公司生产的规格为0.5g/6mL的活性炭固相萃取柱Cleanert-SPE:ND50065min，再用1.50mL超纯水平衡5min，随后上样操作，这里将甲酰胺和其他四种物质进行不同的上样量(每种酰胺类化合物的浓度均为3.0mg/L)，分别为甲酰胺上样1.0mL，其他四种物质上样50mL，待样液全部流完后，再用0.5mL的纯水进行淋洗，待液体全部流完，最后用3.0mL乙腈进行洗脱，洗脱液经0.22μm PTFE滤膜过滤，再用氮气氮吹浓缩至约0.1mL，用纯水置换乙腈定容至1.0mL后上机进行色谱分析(色谱条件为：色谱柱：Athena C18-WP液相色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)；柱温：30℃；流动相：乙腈/水(5:95，V/V)；流速：1.0mL/min；检测波长：195nm；进样体积：10μL。)。样品平行测定7次，计算标准偏差S，根据MDL＝S×t(在99％置信区间，t6＝3.143)计算方法检出限。结果显示，甲酰胺的方法检出限为0.02mg/L，其余4种化合物的方法检出限均为2×10-4mg/L，5种物质在质量浓度为0.5～10mg/L范围内线性关系良好，相关系数R2≥0.99，具体见表1。
表1方法的线性和检出限
Figure BDA0002309415270000061
实施例3
为了测试固相萃取和液相色谱检测法的精密度和回收率，取不含待测化合物的空白样品，选用浓度为3.0mg/L的加标溶液进行加标回收实验，按照上述方法对加标样品进行预处理，平行测定6次，用测得的数据来计算精密度，方法精密度以相对标准偏差RSD来表示，测定结果见表2。
表2方法精密度测试(n＝6)
Figure BDA0002309415270000062
选取2个不同浓度(高、低)水平分别进行加标回收实验，在同一色谱条件下对加标样品进行前处理后上机测定，每个水平平行测定6次，计算各个化合物的回收率和平均回收率，测定结果见表3。
表3回收率试验(n＝6)
Figure BDA0002309415270000071
从表2和表3可以看出，5种酰胺类化合物的加标平均回收率在81.6％～100.6％之间，均在70％～120％范围内，相对标准偏差(RSD)在0.37％～0.94％之间，说明本发明的检测方法测得的数据准确可靠，具有可行性。
实施例4
本实施例分别采集了3种不同环境的水样，包括地表水、台州市某化工厂废水以及台州市某河道水，选取了2个不同浓度(高、低)水平进行样品加标回收实验，样品检测前进行固相萃取处理，处理方式为：
采用天津博纳艾杰尔科技有限公司生产的规格为0.5g/6mL的活性炭固相萃取柱Cleanert-SPE:ND5006进行固相萃取。先用1.50mL乙腈活化固相萃取柱5min，再用1.50mL超纯水平衡5min，随后上样操作。根据经验，由于地表水和河道水中酰胺类物质的浓度较低，故采用上样量为50.0mL。而化工厂废水中酰胺类物质的含量高，特别是甲酰胺的含量较高，故采用的上样量为1.0mg/L。按照上述方法上样后，再用0.5mL的纯水进行淋洗，待液体全部流完，最后用3.0mL乙腈进行洗脱，洗脱液经0.22μm PTFE滤膜过滤，再用氮气氮吹浓缩至约0.1mL，用纯水置换乙腈定容至1.0mL后上机进行色谱分析。
检测的色谱条件为色谱柱：Athena C18-WP液相色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)；柱温：30℃；流动相：乙腈/水(5:95，V/V)；流速：1.0mL/min；检测波长：195nm；进样体积：10μL，测定结果见表4。
从表4中可以看出，三种水样加标实验中，5种酰胺类化合物的加标回收率在84.5％～109％之间，均在70％～120％范围内，符合实际样品分析要求。
表4地表水、废水、河道水回收率试验(n＝3)
Figure BDA0002309415270000081
上述环境水样在上述色谱条件下进行分析，结果见图3和表4，从图3可以看出，被测的台州市某地表水和台州市某河道水均未检出目标化合物，而化工厂废水含有一定浓度的N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基甲酰胺的含量为0.069mg/L。
表4实际样品分析结果
Figure BDA0002309415270000091
ND:未检出
由上述结果可知，本发明的方法由于采用固相萃取纯化，5种酰胺类物质在同一色谱分析条件下能够完全分离，没有杂质的干扰，特别是疏水性有机杂质的干扰，且相互之间互不干扰，峰型较好，样品检出限为2×10-4～0.02mg/L。本发明的方法具有灵敏快速、操作简便、准确度和精密度高等特点，适用于废水、河道水等环境水样中酰胺类化合物含量的测定。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用固相萃取去除酰胺类化合物水样中杂质的方法，其特征在于，包括如下步骤：将含有酰胺类化合物的水样加入活性炭固相萃取柱，使用淋洗剂洗涤后再使用洗脱剂洗脱。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酰胺类化合物选自甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述活性炭固相萃取柱为天津博纳艾杰尔科技有限公司生产的活性炭固相萃取柱，例如天津博纳艾杰尔科技有限公司生产的规格为0.5g/6mL的活性炭固相萃取柱Cleanert-SPE:ND5006。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述淋洗剂为水；
优选地，含有酰胺类化合物的水样中酰胺类化合物的总浓度为1～3.0mg/L，且上样量为1～50m L时，所述淋洗剂的用量为0.5mL。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，洗脱剂为腈类溶剂，例如乙腈；
优选地，含有酰胺类化合物的水样中酰胺类化合物的总浓度为1～3.0mg/L，且上样量为1～50m L时，所述洗脱剂的用量为3.0mL。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述水样包括地表水样、工业废水、河道水样等需要测试含酰胺类化合物含量的水样。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，当待萃取水样中含有甲酰胺时，采用甲酰胺浓度为1～3.0mg/L的样品进行纯化，固相萃取的上样量为1.0mL；
优选地，当待萃取水样中不含有甲酰胺，但含有N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中的至少一种时，采用酰胺类化合物浓度为1～3.0mg/L的样品进行纯化，固相萃取的上样量为1.0～50.0mL。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括萃取前使用腈类溶剂，例如乙腈对活性炭固相萃取柱进行活化；
优选地，所述活化的时间为0.5～50min；
优选地，所述方法还包括使用腈类溶剂活化后再使用水对固相萃取柱进行平衡；
优选地，所述平衡的时间为0.5～50min。
9.一种对水样中酰胺类化合物进行检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)配制含酰胺类化合物的标准水溶液，使用液相色谱进行检测，绘制酰胺类化合物的标准曲线；
2)将上述权利要求1-8任一项所述固相萃取获得的样品使用步骤1)相同的液相色谱条件进行检测，根据步骤1)的标准曲线计算出样品中酰胺类化合物的浓度。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述液相色谱的色谱条件为：色谱柱:Athena C18-WP液相色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)；柱温：30℃；流动相：乙腈/水(5:95，V/V)；流速：1.0mL/min；检测波长：195nm；
优选地，步骤1)中酰胺类化合物的标准曲线如图2所示。
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CN111239268B (zh) 2022-09-09

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