CN112946115B - 一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法 - Google Patents

一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于水体环境监测技术领域,具体涉及一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法,包括以下步骤:调节待测水样为酸性水样,加入掩蔽剂混匀;加入萃取溶剂振荡萃取,重复萃取合并萃取溶液,向其中加入干燥剂至干燥剂呈散状为止,过滤浓缩,待净化;将待净化的萃取浓缩液转移至活化后的净化柱中,洗脱,合并收集所有洗脱液后浓缩,得到待测样品;气相色谱检测,定量。该方法以盐酸羟胺为掩蔽剂,以二氯甲烷+正己烷(6+1)的混合溶液为水样中乙蒜素的萃取溶剂和洗脱溶剂,利用不同极性的二根毛细管色谱柱进行分离,双ECD检测器定性并定量;采用该固相萃取气相色谱法测定水体中乙蒜素的残留量,方法准确,简单可靠。

Description

一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法
技术领域
本发明属于水体环境监测技术领域,具体涉及一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法。
背景技术
乙蒜素是我国自主研制成功的有机硫类杀菌剂,其作用机理是分子结构中的基团与菌体分子中含-SH基的物质反应,从而抑制菌体正常代谢,主要用于水稻、黄瓜、棉花、油菜等作物防治枯萎病、霜霉病、角斑病等病害。乙蒜素是高效无公害广谱仿生杀菌剂,兼具植物生长调节作用,能促进萌芽、提高发芽率、增加产量和改善品质,是复配杀菌剂农药的首选原料。乙蒜素在常温及酸性条件下稳定,遇铁和强碱易分解。
目前有关乙蒜素的检测方法研究的很少,尤其是关于生态环境水质中乙蒜素的测定方法,国内外至今没有标准方法。而对于基质比较复杂的废水样品,萃取提取液若不净化,会造成测定结果偏高或假阳性,因此有必要研究一种针对水体中乙蒜素含量的测定方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题,提出了一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法,该方法以盐酸羟胺为掩蔽剂,采用弗罗里硅土固相萃取柱,以二氯甲烷+正己烷(6+1)的混合溶液为水样中乙蒜素的萃取溶剂和洗脱溶剂,利用不同极性的二根毛细管色谱柱进行分离,双ECD检测器定性并定量;采用该固相萃取气相色谱法测定水体中乙蒜素的残留量,方法准确,简单可靠。
本发明的技术方案是:
乙蒜素在酸性条件下稳定,在碱性条件下或遇铁分解,发明人详细研究了测定水体中乙蒜素的分析条件,发现乙蒜素在碱性条件下完全分解;随着三价铁含量的增加,乙蒜素的测定回收率是逐渐降低的。实际测定中,当氯化铁含量增加时,乙蒜素的测定回收率迅速降低,氯化铁含量越高,乙蒜素几乎分解。为此本发明提供了一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法,包括以下步骤:
(1)样品前处理,调节待测水样的pH至2~3,向酸性水样中加入掩蔽剂混匀;加入萃取溶剂振荡萃取一定时间,静置得萃取溶液,重复萃取几次后合并萃取溶液,向其中加入干燥剂至干燥剂呈散状为止,放置一段时间后过滤浓缩,待净化;
(2)将步骤(1)中待净化的萃取浓缩液转移至活化后的净化柱中,采用洗脱溶剂洗脱,合并收集所有洗脱液后浓缩,得到待测样品;
(3)对步骤(2)中的待测样品进行气相色谱检测,以标准曲线外标法对待测水体样品中乙蒜素进行定量。
进一步的,所述步骤(1)中采用盐酸溶液调节待测水样的pH;掩蔽剂为能够将三价铁还原为二价铁的试剂,优选盐酸羟胺,掩蔽剂的加入量由水样中铁含量决定;干燥剂选用无水硫酸钠,萃取溶剂为二氯甲烷和正己烷的混合溶液。
如果样品体系中存在三价铁,乙蒜素遇三价铁易分解,导致回收率很低;而二价铁对测定乙蒜素的含量影响不大;因此,选择向样品中加入掩蔽剂,在酸性条件下能把三价铁还原成二价铁,以除去样品中的三价铁。
进一步的,所述步骤(1)中采用1+1盐酸溶液调节待测水样的pH;萃取溶剂为二氯甲烷和正己烷(6+1)的混合溶液,振荡萃取时间为2~6min,优选3min;萃取次数为2~3次;静置时间为8~12min,优选10min;放置时间为25~35min,优选30min。
进一步的,所述步骤(2)中净化柱采用弗罗里硅土固相萃取柱,并采用二氯甲烷和正己烷(6+1)的混合溶液进行活化。
进一步的,所述步骤(2)中的洗脱溶剂包括二氯甲烷、二氯甲烷+10%正己烷、正己烷 +25%乙酸乙酯、二氯甲烷+5%甲醇、二氯甲烷+正己烷(6+1),优选洗脱溶剂为二氯甲烷+ 正己烷(6+1)混合溶液。
进一步的,所述步骤(3)中的检测采用具有双ECD检测器、双色谱柱的气相色谱仪。
乙蒜素是易挥发性物质,出峰时间比较早,但在做实际样品时,有一种未知干扰物质和乙蒜素的保留时间很接近,几乎重叠,影响准确定量。为此,优化色谱分离条件,尽量让乙蒜素和干扰物质分开,最后确定的最佳的色谱分离条件为:所述步骤(3)中的气相色谱条件:
气相色谱柱:30m×0.53mm×1.5μm的DB-5色谱柱或尺寸和性能与该DB-5色谱柱相当的色谱柱、尺寸为30m×0.53mm×1.0μm的DB-1701或尺寸和性能与该DB-1701色谱柱相当的色谱柱;进样口温度:230℃;进样量:2.0μL;载气:N2;进样方式:不分流进样,0.75min 分流,分流比:30mL/min;流速:4.5mL/min;
ECD检测器温度:300℃,尾吹气流量:60mL/min;
程序升温:初始温度50℃,以4℃/min的升温速率升温至120℃,保持4min;然后以6℃ /min的升温速率升温至200℃,接着以60℃/min的升温速率升温至280℃,保持6min。
本发明的有益效果:
(1)本发明首次在酸性条件下,以盐酸羟胺为掩蔽剂,以二氯甲烷+正己烷(6+1)的混合溶液为提取溶剂萃取水体样品中的乙蒜素;并采用弗罗里硅土固相萃取柱为固相萃取净化柱,首次以二氯甲烷+正己烷(6+1)混合溶液为洗脱溶剂,研究建立了固相萃取气相色谱法测定水体中乙蒜素含量的分析方法;该分析方法以不同极性的二根色谱柱分离,双ECD检测器定性并定量,固相萃取气相色谱法测定水体中乙蒜素的残留量,方法准确,简单可靠,方法适用范围广。
(2)通过本发明所提供的测定方法,进行水体中乙蒜素目标化合物的萃取和净化,控制在酸性条件下,并给出最佳掩蔽剂盐酸羟胺掩蔽剂,将三价铁还原成对乙蒜素没有影响的二价铁,解决了水体中乙蒜素在萃取时遇铁和碱易分解的问题,提高测定回收率,填补了目前水体中乙蒜素含量测定无国家标准或企业标准的空白。
附图说明
图1为本发明中所测乙蒜素标准物质的色谱图;
图2为本发明中所测实际水样的色谱图;
图3为本发明中所测实际水样乙蒜素的加标谱图;
其中,图1和图3中标注“1”即为乙蒜素的出峰位置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了进一步理解本发明,将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例涉及一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法,包括如下步骤:
(1)样品的前处理
准确量取200mL水样于500mL分液漏斗中,加入1+1盐酸溶液0.6mL,300mg/mL盐酸羟胺溶液1mL,混匀后,加入30mL二氯甲烷+正己烷(6+1)混合溶液,振荡萃取3min,静置10min左右,待有机相与水相液面完全分离,放出二氯甲烷+正己烷(6+1)萃取溶液于150mL具塞锥形瓶中。重复萃取一次,将二氯甲烷+正己烷(6+1)萃取溶液合并于同一锥形瓶中,并加入适量无水硫酸钠脱水至无水硫酸钠呈散状为止,放置30min左右。将二氯甲烷 +正己烷(6+1)萃取溶液过滤到具有准确刻度的氮吹浓缩瓶中,然后以10mL二氯甲烷+正己烷(6+1)混合溶液清洗锥形瓶,共4次,并用约5mL的二氯甲烷+正己烷(6+1)混合溶液清洗滤纸和漏斗,清洗液收集于同一个氮吹浓缩瓶中。最后将含有萃取溶液的氮吹浓缩瓶放在氮吹浓缩仪上,在压力0.03MPa,温度25℃的条件下,氮吹浓缩至1mL左右,待净化。
(2)样品的净化
用5mL二氯甲烷+正己烷(6+1)的混合洗脱溶液,活化弗 罗里硅土固相萃取柱,待填料将要暴露于空气之前,停止活化。将待净化的萃取浓缩液,用一次性巴斯德玻璃吸液管转移到活化后的弗洛里硅土净化柱上,用5mL洗脱溶液,洗涤浓缩瓶,一并转移到活化后的净化柱中,再重复操作2次,合并收集所有洗脱液。将洗脱液放在氮吹浓缩仪上,以压力0.03MPa,温度25℃的条件,氮吹浓缩并定容至1mL,待测。
(3)气相色谱条件
色谱分离条件为:气相色谱柱:尺寸为30m×0.53mm×1.5μm的DB-5色谱柱或尺寸和性能与该DB-5色谱柱相当的色谱柱、尺寸为30m×0.53mm×1.0μm的DB-1701或尺寸和性能与该DB-1701色谱柱相当的色谱柱;进样口温度:230℃;进样量:2.0μL;载体:氮气;进样方式:不分流进样,0.75min分流,分流比:30mL/min;流速:4.5mL/min。ECD检测器温度:300℃,尾吹气流量:60mL/min。
柱温的程序升温过程为:初始温度50℃,以4℃/min的升温速率升温至120℃,保持4min;然后以6℃/min的升温速率升温至200℃,接着以60℃/min的升温速率升温至280℃,保持 6min。
采用该气相色谱条件测定乙蒜素标准物质及实际样品色谱图如图1至图3所示。
(4)乙蒜素标准溶液的配制
乙蒜素标准贮备溶液:准确称取0.0641g乙蒜素标准油状液体于10mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,混匀,浓度为6.09mg/mL,零下20℃保存;
乙蒜素标准中间溶液:量取乙蒜素标准贮备溶液,用丙酮稀释成600μg/mL,零下20℃保存;
乙蒜素标准使用溶液:用正己烷分别稀释成120μg/mL,12μg/mL和1.2μg/mL,零下20℃保存。
校准曲线的确定:
分别配制质量浓度为0.012、0.024、0.048、0.12、0.24、0.48、0.6、1.2mg/L的标准系列,溶剂为正己烷,在仪器最佳条件下进行测定,进样2μL,以浓度为横坐标,峰面积为纵坐标建立校准曲线,乙蒜素在色谱柱DB-5 30m×0.53mm×1.5μm和DB-1701 30m×0.53mm×1.0 μm上的分析性能指标见下表。
表1乙蒜素的回归方程和相关系数
Figure BDA0002926407600000041
Figure BDA0002926407600000051
结果表明,在0.012~1.2mg/L范围内,在色谱柱DB-5 30m×0.53mm×1.5μm上,乙蒜素的浓度与峰面积成良好的线性关系,乙蒜素的相关系数为0.99980;在色谱柱DB-170130 m×0.53mm×1.0μm上,乙蒜素的相关系数为0.98711;通过比较,二者数据稳定性较好,其中DB-5色谱柱性能更优,所以选择用DB-5色谱柱的数据定量,DB1701色谱柱的数据定性。
实施例2
(1)方法的检出限及测定下限
根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》(HJ168-2010),方法检出限及测定下限的测定步骤为:按照样品的全部分析步骤,对浓度值或含量估计为方法检出限值2~5倍的样品进行7次测定。
计算样品7次平行测定的标准偏差(S),按公式MDL=3.143×S,方法检出限的4倍为测定下限。乙蒜素测定方法检出限和测定下限结果见下表2。
表2方法检出限及定量限的结果
Figure BDA0002926407600000052
由上表可得,乙蒜素的方法检出限为0.015μg/L,测定下限为0.060μg/L,乙蒜素在生态环境介质中没有限制标准要求。因此,本方法完全可以满足测定水体中乙蒜素杀菌剂残留的要求。
(2)方法的精密度和准确度
根据《环境监测分析方法标准制修订技术导则》(HJ168-2010),选择低、中、高三种浓度水平来考察方法的精密度和准确度。准确量取200mL纯水,加入一定量的乙蒜素农药标准溶液,使水中乙蒜素农药的浓度分别为0.24μg/L,3.00μg/L,5.40μg/L,按照实验方法,每个浓度平行测定6次,分别计算乙蒜素农药的平均值、平均回收率和相对标准偏差,结果见下表3。
表3方法的精密度和准确度
Figure BDA0002926407600000061
由上表可得,乙蒜素农药相对标准偏差在1.7%~3.8%之间,平均回收率在91.7%~97.8%之间,完全符合分析要求。
实施例3
选择低、中、高三种浓度水平来考察本方法应用于生态环境水体中乙蒜素含量测定的精密度和准确度。
准确量取200mL农田灌溉水于500mL分液漏斗中,加入一定量的乙蒜素农药标准溶液,使水体中乙蒜素农药浓度分别为0.24μg/L,3.00μg/L,5.40μg/L,按照本发明实验方法,每个浓度平行测定6次,同时测定水样中的本底值,分别计算乙蒜素农药的平均值、平均回收率和相对标准偏差,结果见下表。
表4测定水体中乙蒜素含量的精密度和准确度
Figure BDA0002926407600000062
上述表格中的测定结果数据表明,乙蒜素农药相对标准偏差在3.2~4.0%之间,平均回收率在89.0%~93.0%之间,完全符合分析要求。
实施例4
为了检验本方法的实用性,分别进行了即墨泽园池塘水、麦岛污水处理厂UV出水口及其成分复杂并且含有大量泥浆的易商独山港土壤修复项目中基坑地下渗水和雨水的混合水实际样品的测定和加标实验。
准确取200mL水质样品,按照本发明的实验方法,进行乙蒜素含量的测定,同时对加入乙蒜素不同浓度的样品进行测定,测定结果如下表所示。
表5不同来源的水质样品中乙蒜素含量的测定结果
Figure BDA0002926407600000071
实验结果表明,实际水质样品中乙蒜素农药三种浓度水平的平均回收率在91.7%~95.0%之间,相对标准偏差在3.1~7.5%之间,测定结果比较满意,方法适用范围广。
上述说明仅为本发明的优选实施例,并非是对本发明的限制,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改型等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水体中乙蒜素的固相萃取气相色谱测定方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)样品前处理,调节待测水样的pH至2~3,向酸性水样中加入掩蔽剂盐酸羟胺混匀;加入二氯甲烷和正己烷=6+1的混合溶液振荡萃取2~6 min,静置得萃取溶液,重复萃取几次后合并萃取溶液,向其中加入干燥剂至干燥剂呈散状为止,放置一段时间后过滤浓缩,待净化;
(2)将步骤(1)中待净化的萃取浓缩液转移至活化后的净化柱中,采用二氯甲烷+正己烷=6+1的混合溶液洗脱,合并收集所有洗脱液后浓缩,得到待测样品;
其中,净化柱采用弗罗里硅土固相萃取柱,并采用二氯甲烷和正己烷=6+1的混合溶液进行活化;
(3)对步骤(2)中的待测样品进行气相色谱检测,以标准曲线外标法对待测水体样品中乙蒜素进行定量;其中,气相色谱条件为:
气相色谱柱:30 m×0.53 mm×1.5 μm的DB-5色谱柱或尺寸为30 m×0.53 mm×1.0 μm的DB-1701色谱柱;进样口温度:230℃;进样量:2.0 μL;载气:N2;进样方式:不分流进样,0.75 min分流,分流比:30 mL/min;流速:4.5mL/min;
ECD检测器温度:300℃,尾吹气流量:60 mL/min;
升温程序为:初始温度50℃,以4℃/min的升温速率升温至120℃,保持4 min;然后以6℃/min的升温速率升温至200℃,接着以60℃/min的升温速率升温至280℃,保持6min。
2.根据权利要求1所述的测定方法,其特征在于,所述步骤(1)中采用盐酸溶液调节待测水样的pH;掩蔽剂盐酸羟胺的加入量由水样中铁含量决定;干燥剂选用无水硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的测定方法,其特征在于,所述步骤(1)中采用1+1盐酸溶液调节待测水样的pH;萃取次数为2~3次;静置时间为8~12 min;放置时间为25~35 min。
4.根据权利要求1所述的测定方法,其特征在于,所述步骤(1)中的振荡萃取时间为3min。
5.根据权利要求3所述的测定方法,其特征在于,静置时间为10 min。
6.根据权利要求3所述的测定方法,其特征在于,放置时间为30 min。
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