CN111398229A - 一种环境水样中三氯生的检测方法 - Google Patents

一种环境水样中三氯生的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环境水样中三氯生的检测方法，本发明的检测方法为三氯生样品在碱性条件下与2‑氨基苯并噻唑的重氮盐进行衍生化反应生成具有强荧光性的衍生物，直接通过荧光法测定该衍生物的荧光强度，建立三氯生浓度含量与其对应的衍生物的荧光强度的线性关系；本发明检测方法具有较高的灵敏度，特异性强；此外，衍生化反应为变色反应，反应前后由无色变为黄色，变色明显，可以进行批量快检粗筛判断是否含有三氯生，节约检测时间；本发明检测方法稳健，检出限低；所涉及的反应原材料、仪器价格均不高，能够满足普通企业和机构的检测需求。

Description

一种环境水样中三氯生的检测方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种环境水样中三氯生的检测方法。
背景技术
三氯生，又名：三氯沙，化学名称：2,4,4-三氯-2-羟基二苯醚，分子式C12H7Cl3O2，分子量289.5,。三氯生是一种白色或灰白色晶状粉末，稍有酚臭味，不溶于水，易溶于碱液和有机溶剂。三氯生是一种广谱抗菌剂，，被广泛用于牙膏、香皂、漱口水、等个人护理用品或化妆品中；此外，它们在食品包装以及纺织品中也有广泛应用。
由于三氯生的应用广泛，很多生活污水及工业废水中所含的三氯生均被排到水环境中，造成土壤、河流、湖泊等水环境受到一定程度的污染。随着三氯生环境输入量的不断增加，其造成的生态效应和环境潜在危害越来越高。有研究表明，含有三氯生的产品与含氯的自来水发生反应后，可形成氯仿，而氯仿会对心脏和肝脏造成损伤，具有轻度致畸形，可诱发小白鼠发生肝脏纤维化甚至肝癌。FDA研究表明，抗菌产品中的三氯生成分甚至可能会导致不孕、早熟，以及其他与荷尔蒙相关的疾病，其对人体的毒副作用需要引起人们密切关注。
现有检测三氯生的方法需要涉及到复杂而又昂贵的色谱-质谱仪器，而且检测步骤繁琐，需要进行离心、萃取、浓缩等复杂前处理步骤(如中国专利201711311094.4)，不利于推广普及。因此建立仪器价格便宜、检测操作简便、灵敏高效的三氯生检测方法具有重要的实用价值。
发明内容
为了解决现有检测三氯生的方法操作步骤复杂、效率低的技术问题，而提供一种环境水样中三氯生的检测方法。本发明方法改善了现有方法检测仪器昂贵、检测方法复杂、不便普及的问题；本发明方法操作步骤简便且灵敏高效。
为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种环境水样中三氯生的检测方法，包括如下步骤：
(1)配置三氯生标准储备液，然后将所述三氯生标准储备液稀释成一系列不同浓度的三氯生待测溶液，待用；
(2)将2-氨基苯并噻唑用酸溶液溶解后形成酸混合液，冰浴降温，加入亚硝酸盐水溶液，振荡反应，生成重氮盐溶液；
分别取步骤(1)中的一系列不同浓度的所述三氯生待测溶液进行碱化形成碱混合液，将所述碱混合液加入所述重氮盐溶液中形成反应液，升温至室温进行衍生化反应，所述反应液产生颜色变化，生成衍生物，反应结束后分别对生成的所述衍生物进行荧光检测，得到一系列对应的荧光强度；
(3)以所述三氯生待测溶液的一系列不同浓度为横坐标，以对应得到的所述荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线，得到关于三氯生浓度与荧光强度的线性关系式，所述线性关系式的相关系数的平方大于0.999；
(4)取环境水样进行检测，重复操作步骤(2)，以所述环境水样替代步骤(2)中的所述三氯生待测溶液进行所述衍生化反应，反应结束后进行荧光检测，得到所述环境水样的荧光强度，将所述环境水样的荧光强度的数值代入步骤(3)得到的所述线性关系式中，由此可计算出环境水样中三氯生的含量。
进一步地，步骤(1)中所述三氯生标准储备液的浓度为100μg/mL；所述三氯生待测溶液的浓度为0.02μg/mL～0.8μg/mL。
进一步地，步骤(2)中所述酸溶液的浓度为1mol/L～10mol/L；所述亚硝酸盐水溶液浓度为10μg/mL～50μg/mL；所述2-氨基苯并噻唑在所述酸溶液中的浓度为10μg/mL～50μg/mL。
优选地，步骤(2)中所述酸溶液为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度为3mol/L～6mol/L；所述亚硝酸盐水溶液为亚硝酸钠水溶液，所述亚硝酸钠水溶液浓度为10μg/mL；所述2-氨基苯并噻唑在所述酸溶液中的浓度为10μg/mL。
进一步地，步骤(2)中所述酸混合液与所述亚硝酸盐水溶液的体积比为1:1。
进一步地，步骤(2)中所述冰浴降温控制温度为0℃～10℃；所述振荡反应的时间为5min～15min；所述衍生化反应的时间为10min～60min。
进一步地，步骤(2)中所述碱化使用浓度为2mol/L～5mol/L的氢氧化钠水溶液，所述三氯生待测溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为(0.5～2):1。优选地，所述碱化使用浓度为5mol/L的氢氧化钠水溶液，所述三氯生待测溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为0.5:1。
进一步地，步骤(2)中所述荧光检测的激发波长为280nm～400nm、发射波长为400nm～600nm。
进一步地，步骤(3)中所述线性关系式为y＝10451x－37.13。
有益技术效果：
本发明建立了环境水样中三氯生含量的检测方法，本发明的检测方法为三氯生样品在碱性条件下与2-氨基苯并噻唑的重氮盐进行衍生化反应生成具有强荧光性衍生物，直接通过荧光法测定该衍生物的荧光强度，建立三氯生含量与其对应的衍生物的荧光强度的线性关系。本发明检测方法不需要进行离心、萃取、浓缩等复杂的前处理步骤。本发明检测方法中三氯生与2-氨基苯并噻唑的重氮盐所形成的衍生物能够稳定存在，该衍生物特异性好，具有独特的激发波长和发射波长，抗干扰能力较强。本发明检测方法具有较高的灵敏度，检出限低达0.01μg/mL。此外，衍生化反应为变色反应，反应前后由无色变为黄色，变色明显，可以进行批量快检粗筛判断是否含有三氯生，节约检测时间。本发明检测方法稳健，检出限低；所涉及的反应原材料、仪器价格均不高，能够满足普通企业和机构的检测需求。
附图说明
图1为实施例1中步骤(2)衍生物的荧光激发和发射光谱图。
图2为实施例1中步骤(2)的反应机理图。
图3为实施例1中步骤(3)得到的所述标准曲线及线性关系式，其中R2为相关系数的平方。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例进一步描述本发明，但不限制本发明范围。
本发明方法除了适用检测环境水如河流、湖泊等中三氯生的含量，还适用于检测食品、化妆品、牙膏等其中三氯生的含量。
下面的实施例将对本发明予以进一步说明，但并不仅限于此。
本发明的实施例提供一种环境水样中三氯生的检测方法，包括如下步骤：
(1)配置三氯生标准储备液，然后将所述三氯生标准储备液稀释成一系列不同浓度的三氯生待测溶液，待用；
(2)将2-氨基苯并噻唑(CAS：136-95-8)用酸溶液溶解后形成酸混合液，冰浴降温，加入亚硝酸盐水溶液，振荡反应，生成重氮盐溶液；
分别取步骤(1)中的一系列不同浓度的所述三氯生待测溶液进行碱化形成碱混合液，将所述碱混合液加入所述重氮盐溶液中形成反应液，升温至室温进行衍生化反应，所述反应液产生颜色变化，生成衍生物，反应结束后分别对生成的所述衍生物进行荧光检测，得到一系列对应的荧光强度；
(3)以所述三氯生待测溶液的一系列不同浓度为横坐标，以对应得到的所述荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线，得到关于三氯生浓度与荧光强度的线性关系式，所述线性关系式的相关系数大于0.999；
(4)取环境水样进行检测，重复操作步骤(2)，以所述环境水样替代步骤(2)中的所述三氯生待测溶液进行所述衍生化反应，反应结束后进行荧光检测，得到所述环境水样的荧光强度，将所述环境水样的荧光强度的数值代入步骤(3)得到的所述线性关系式中，由此可计算出环境水样中三氯生的含量。
在一些实施方案中，步骤(1)中所述三氯生标准储备液的浓度为100μg/mL；所述三氯生待测溶液的浓度为0.02μg/mL～0.8μg/mL。
在一些实施方案中，步骤(2)中所述酸溶液的浓度为1mol/L～10mol/L；所述亚硝酸盐水溶液浓度为10μg/mL～50μg/mL；所述2-氨基苯并噻唑在所述酸溶液中的浓度为10μg/mL～50μg/mL。优选地，步骤(2)中所述酸溶液为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度为3mol/L～6mol/L；所述亚硝酸盐水溶液为亚硝酸钠水溶液，所述亚硝酸钠水溶液浓度为10μg/mL；所述2-氨基苯并噻唑在所述酸溶液中的浓度为10μg/mL。
在一些实施方案中，步骤(2)中所述混合液与所述亚硝酸盐水溶液的体积比为1:1。
在一些实施方案中，步骤(2)中所述冰浴降温控制温度为0℃～10℃；所述振荡反应的时间为5min～15min；所述衍生化反应的时间为10min～60min。
在一些实施方案中，步骤(2)中所述碱化使用浓度为2mol/L～5mol/L的氢氧化钠水溶液，所述三氯生待测溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为(0.5～2):1。优选地，所述碱化使用浓度为5mol/L的氢氧化钠水溶液，所述三氯生待测溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为0.5:1。
在一些实施方案中，步骤(2)中所述荧光检测的激发波长为280nm～400nm、发射波长为400nm～600nm。
在一些实施方案中，步骤(3)中所述线性关系式为y＝10451x－37.13。
实施例1
本发明的实施例提供一种环境水样中三氯生的检测方法，包括如下步骤：
(1)配置三氯生标准储备液：准确称取10.0mg三氯生，用超纯水溶解后加入100mL棕色容量瓶中，加水定容，配制成100μg/mL的三氯生标准储备液；并用超纯水将所述三氯生标准储备液逐级稀释成一系列不同浓度的三氯生待测溶液：0.02μg/mL、0.04μg/mL、0.08μg/mL、0.16μg/mL、0.40μg/mL、0.80μg/mL，待用；
(2)将2-氨基苯并噻唑(CAS：136-95-8)溶解于3mol/L的盐酸溶液中，形成浓度为10μg/mL的酸混合液，取1.0mL所述酸混合液，冰浴降温至0℃～5℃的范围内，加入1.0mL 10μg/mL亚硝酸钠水溶液，保持所述冰浴降温的温度范围内，振荡反应10min，生成重氮盐溶液；
分别取1mL步骤(1)中一系列不同浓度的所述三氯生待测溶液(0.02μg/mL、0.04μg/mL、0.08μg/mL、0.16μg/mL、0.40μg/mL、0.80μg/mL)，分别向其中加入2mL 5mol/L的氢氧化钠水溶液进行碱化形成碱混合液，将所述碱混合液全部加入上述重氮盐溶液中形成反应液，升温至室温进行衍生化反应15min，生成衍生物，此时的反应液呈金黄色，反应结束后分别对生成的所述衍生物进行荧光检测，设置激发波长为350nm，发射波长430nm(定性确立生成的衍生物的荧光最大激发波长和发射波长，荧光激发和发射光谱图如图1所示，由图1可知，最大激发波长为350nm，最大发射波长为430nm；按照定性确定的最大激发波长和发射波长来设置荧光检测过程的激发波长和发射波长)，测得一系列对应的荧光强度；整个步骤(2)的反应机理路线图如图2所示，图中1为2-氨基苯并噻唑、2为重氮盐溶液中的重氮盐、3为衍生物；
(3)以所述三氯生待测溶液的一系列不同浓度(0.02μg/mL、0.04μg/mL、0.08μg/mL、0.16μg/mL、0.40μg/mL、0.80μg/mL)为横坐标，以对应得到的所述荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线，所述标准曲线如图3所示，由图3可知，得到的关于三氯生浓度与荧光强度的线性关系式为y＝10451x－37.13，所述线性关系式的相关系数的平方R2为0.9993；
(4)取环境水样(所述环境水样除了可以来自河流、湖泊等外，还可以来自化妆品、牙膏等)进行检测，重复操作步骤(2)，以所述环境水样替代步骤(2)中的所述三氯生待测溶液进行所述衍生化反应，反应结束后进行荧光检测，得到所述环境水样的荧光强度，将所述环境水样的荧光强度的数值代入步骤(3)得到的所述线性关系式中，由此可计算出环境水样中三氯生的含量，可平行测定两份，取平均值。
通过逐级稀释，对衍生物进行检测，以标准偏差法确定方法的检出限和定量限，结果表明，本发明方法的检出限为0.01μg/mL，定量限为0.02μg/mL；三氯生浓度在0.02μg/mL～0.80μg/mL的范围内线性良好(R2＝0.9993)；本方法具有较高的灵敏度，检出限低达0.01μg/mL。
对空白水样中添加低、中、高三个水平的三氯生含量进行精密度实验——加标回收试验，平行测定6次，平均回收率和RSD数据见表1。
表1精密度实验数据
Figure BDA0002420125840000061
由表1可知，加标回收率大于85％，说明本发明方法符合分析要求；相对标准偏差(RSD)在2.1％～4.3％之间，说明本发明检测方法稳健，检出限低。

Claims (10)

1.一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配置三氯生标准储备液，然后将所述三氯生标准储备液稀释成一系列不同浓度的三氯生待测溶液，待用；
(2)将2-氨基苯并噻唑用酸溶液溶解后形成酸混合液，冰浴降温，加入亚硝酸盐水溶液，振荡反应，生成重氮盐溶液；
分别取步骤(1)中的一系列不同浓度的所述三氯生待测溶液进行碱化形成碱混合液，将所述碱混合液加入所述重氮盐溶液中形成反应液，升温至室温进行衍生化反应，所述反应液产生颜色变化，生成衍生物，反应结束后分别对生成的所述衍生物进行荧光检测，得到一系列对应的荧光强度；
(3)以所述三氯生待测溶液的一系列不同浓度为横坐标，以对应得到的所述荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线，得到关于三氯生浓度与荧光强度的线性关系式，所述线性关系式的相关系数的平方大于0.999；
(4)取环境水样进行检测，重复操作步骤(2)，以所述环境水样替代步骤(2)中的所述三氯生待测溶液进行所述衍生化反应，反应结束后进行荧光检测，得到所述环境水样的荧光强度，将所述环境水样的荧光强度的数值代入步骤(3)得到的所述线性关系式中，由此可计算出环境水样中三氯生的含量。
2.根据权利要求1所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(1)中所述三氯生标准储备液的浓度为100μg/mL；所述三氯生待测溶液的浓度为0.02μg/mL～0.8μg/mL。
3.根据权利要求1所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述酸溶液的浓度为1mol/L～10mol/L；所述亚硝酸盐水溶液浓度为10述亚硝酸盐水溶液浓度g/mL；所述2-氨基苯并噻唑在所述酸溶液中的浓度为10μg/mL～50μg/mL。
4.根据权利要求3所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述酸溶液为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度为3mol/L～6mol/L；所述亚硝酸盐水溶液为亚硝酸钠水溶液，所述亚硝酸钠水溶液浓度为10μg/mL；所述2-氨基苯并噻唑在所述酸溶液中的浓度为10μg/mL。
5.根据权利要求1所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述酸混合液与所述亚硝酸盐水溶液的体积比为1:1。
6.根据权利要求1所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述冰浴降温控制温度为0℃～10℃；所述振荡反应的时间为5min～15min；所述衍生化反应的时间为10min～60min。
7.根据权利要求1所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱化使用浓度为2mol/L～5mol/L的氢氧化钠水溶液，所述三氯生待测溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为(0.5～2):1。
8.根据权利要求7所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述碱化使用浓度为5mol/L的氢氧化钠水溶液，所述三氯生待测溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为0.5:1。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(2)中所述荧光检测的激发波长为280nm～400nm、发射波长为400nm～600nm。
10.根据权利要求9所述的一种环境水样中三氯生的检测方法，其特征在于，步骤(3)中所述线性关系式为y＝10451x－37.13。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113252815A (zh) * 2021-06-16 2021-08-13 中国科学院地理科学与资源研究所 一种污泥堆肥中三氯生和三氯卡班的检测方法

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Application publication date: 20200710

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