固相萃取-分散液液微萃取-柱前衍生法测定水样中痕量雌激素.pdf

第40卷
分析化学(FENX] HUAXUE)研究报告
第1期
012年1月
Chinese Journal of Analytical Chemist
107~112
DO1:10.3724./SP.J.1096.2012.10520
固相萃取-分散液液微萃取-柱前衍生法
测定水样中痕量雌激素
李鱼'2刘建林1张琛2王夏娇1
(华北电力大学能源与环境研究院',区域能源系统优化教育部重点实验室2,北京102206)
摘要建立了碳纳米管的固相萃取分散液液徵萃取柱前荧光衍生化( SPE-DLLME-PFD)测定水体中痕量
雌三醇(E3)、双盼A(BPA)、17a乙炔基雌二皞(EE2)及173-雌二醇(E2)的高效液相色谱方法。采用中心复合
设计和响应曲面法分析并优化SPE、DLME及PLD条件,最佳条件为210mL水样以2.0mL/min的流速过固
相萃取柱(碳纳米管量30mg),甲醇洗脱,氮气浓缩并定容至0.6mL(分散剂),将100 HL C MIMPF]与分散剂
的混合液注入到NaCI含量为25%的2.0mL去离子水中,离心,移取20uL下层有机相于样品瓶中,与4.0mg
衍生剂混合,在40℃水浴中衍生25min;用0.1mL甲醇溶解过量的衍生剂颗粒,取20pL进样分析。在优化
条件下。4种雌激素的线性范围为0.05--5,00ugL,相关系数R2=0.996-0.999检出限介于0.13~-6.33ng/L
(S/N=3)之间。不同加标浓度条件下,雌激素的加标回收率在.83.1%~12.4%范内(RSD=1.7%~9.6%)。
在实际水样中E3和BPA检出率较高。与其它方法相比,本方法虽然萃取时间长、水样量大、步骤多,但具有
检出限低、操作简使、环境友好等优点。
关键词固相萃取;分散液液微萃取;前荧光衍生;高效液相色谱;碳纳米管
环境雌激素通过干扰生物体自身激素的新陈代谢或产生类似生物体自身激素的作用,对自身正常
的动态平衡、繁殖、生长及行为产生不利影响。代表性环境雌激素包括外源化学物质(如双酚A、17a-乙
炔基雌二醇等)和内源性雌激素(如雌二醇、雌三醇等),其以点源(生活污水)及非点源(养殖废水)?的
方式进入地表水体。gL级的雌激素即可导致生物性腺退化、雌雄中性和卵黄蛋白原异常等现象。
因此,水体中ng兀L级雌激素检灲方法的建立对水体生怎风险及环境健康评估具有重要的现笑意义
萃取富集是分析水样中ngL级激素类物质的必需步骤]。水体中雌激素的前处理方法有固相萃
取(SPE)?、固相微萃取(SPME)、液相微萃取(LPME)、分散液液萃取( DLLMIE)等。SPME法由于
纤维头易损坏,费用高;:LPME法操作繁琐,重现性低;SPE法萃取时间长,但富集倍数高;DLME法操
作简便、费用低、环境友好,由于水样量小(<10mL),富集倍数一般在50~500之间,难以实现水样中
ng几L物质的定量分析。SPE与DLME相结合的萃取高集方法实现了较高的富集倍数及较低的检出
限~。此外,柱前荧光行生法地可显若提高检测灵敏度,已用于人尿、血清及水样等不同基质样品中
雌激素的检测。目前,ngL化合物大多采用高富集倍数的前处理方法(水样量大于1.0L),与高灵敏
度的检测器(价格昂贵,不易普及)组合进行分析,而单级的富集方法常无法满足常规仪器的痕量分析。
因此,将固相萃取、分散液液微萃取与柱前荧光衍生化前处理方法相结合,突破需水样量大的限制,使基
于 HPLC的常规检测方法实现水体中ngL雌激素的定量
本研究将固相萃取-分散液液微萃取法与柱前衍生法联合,通过中心复合设计和响应曲面法优化前
处理条件,建立HPIC测定水体中痕量雌激素的方法。本方法的检出限低、费用低、操作简便,但仍有如
需水样量大、萃取吋间长、步骤多等缺点
2011-05-23收稿;2011-08-05接受
本文系国家重点基础研究发展规划“973”项目(No,2004cB418501)资助
E- mgil: liyuxx②ju.edu
分祈化学
第40卷
2实验部分
1仪器与试剂
1200型高效液相色谱仪(美国 Agilent公司〉;FA1004型电子分析天平(上海新诺仪器厂);SIHZ-D
(Ⅲ)型循环水式真空泵(现义市予华仪器有限责任公司);TDL-40B型离心机(上海安亭科学仪器厂);
BF200M型氮气吹干仪(北京八方世纪科技有限公司):DK-S22傾温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司)。
雌三醇、双酚A、雌二醇和17a乙炔基雌二醇(>97%, Sigma-aldrich公司);多壁碳纳米管
(>99.9%,直径10~20nm,中国科学院成都有机化学有限公司);甲醇、乙腈( HIPLC级,美国 Fisher公
司);[C。 MIMIPF6](99%,上海成捷化学有限公司);高纯氮(>99,99%,北京兆格气体科技有限公司);
NaCI(分析纯,北京化T厂);对硝基苯甲酰氧(≥98%,北京恒业中远化工有限公司)。
2.2实验方法
采用三因素五水平的中心复合设计进行实验,并利用响应曲面法优化实验条件。具体实验过程为
210mL水样以2.0mL/min流速通过多壁碳米管基质的固相萃取柱;抽干后,用12mL甲醇以
1.0 ml /min洗脱;以氮气浓缩洗脱液,并用甲醇定容至0.6mL,即得 DLLME步骤的分散剂。
将[C6 MIMPF6]和与分散剂混合液注入2.0mL25%NaC!的去离子水中,形成乳浊液,以3000r/min
离心5min,取20L离心管底部的萃取剂于棕色样品瓶中,与4.0mg衍生剂混合,40℃下衍生25min
以0.1mL甲醇溶解过量的行生剂颗粒,取样分析。
2.3色谱条件
Agilent Zorbox SB-C1g色谱柱(250mmX4.6mm,5um);流动相A:去离子水,B:甲醇;采用梯度洗
脱:0~3min,60%~70%B;3~15min,70%B。流速1.0mL/min;荧光激发波长230nm,发射波长
315nm;柱温30℃;进样量20uL。
2.4标准溶液配制
准确称取雌澂素标准品5.0mg,以甲醇溶解并定容于250mL棕色容量瓶中,制备20mgL的储备
液,在4℃下避光保存备用。用初始流动相作稀释液,配制系列不同浓度的标准溶液;用去离子水稀释
储备液,制备标准工作液(甲醇的体积分数<0.1%)
2.5实际水样采集、预处理
实际水样(6个)采集于某水库,采集后尽快移至实验室,经0.45m滤膜过滤后,于4℃避光保存。
3结果与讨论
3.1前处理条件的优化
3.1.1基于碳纳米管的固相萃取条件表1中心复合设计因素水平及实验结果
优化在预实验基础上,选择碳纳米管
Table 1 Factors and levels of central composite design and experimental
量、水样体积及流速3个困素为自变
results of SPE
因
水平
量,以雌激素的测定浓度为指标。中心
1.682
1+1.682
复合实验设计考察的因素水平见表1。碳纳米管量
Amount of CNTS(mg, XI)
40
48.8
根据实验结果绘出了SPE过程中水样体积
因素与指标的响应曲面图(图1)。图1
Water samplc volume (ML, X2) 83.0
流速 F