基于ABS塑料管为保护装置的S-LPME-HPLC测定水体中有机磷农药

焦琳娟

（韶关学院化学与环境工程学院，广东 韶关512005）

基于ABS塑料管为保护装置的S-LPME-HPLC测定水体中有机磷农药

焦琳娟

（韶关学院化学与环境工程学院，广东 韶关512005）

摘要：用多孔的ABS塑料管水平放置的方式保护静态液相微萃取的一滴溶剂，并由此建立了静态液相微萃取与高效液相色谱联用测定水体中甲基对硫磷和对硫磷的分析方法.考察了萃取溶剂、萃取溶剂体积、萃取时间以及搅拌速度对液相微萃取的影响，并对HPLC操作条件进行了优化.该方法对2种有机磷农药的线性范围均为0.05～1.00 μg·L-1，相关系数R为0.999 3～0.999 5，回收率为95.2%～102%，相对标准偏差（n=7）3.5%～6.8%,检出限（3S/N）0.01 μg·L-1.结果表明：用该方法测定水体中有机磷农药残留是可行的.

关键词：静态液相微萃取；高效液相色谱；有机磷农药；水体；保护装置

有机磷农药残留的分析多采用气相色谱法(GC)，但热不稳定、强极性或易于吸附在气相色谱柱上的有机磷农药不适合采用气相色谱法分析.高效液相色谱法(HPLC)适用于几乎所有有机磷农药残留的分析，其适用范围较气相色谱法广，重复性好、灵敏度高.欧洲某些国家已采用HPLC为有机磷农药残留的常规分析方法.水体中有机磷农药的含量很低，通常只有μg·L-1级，无法用HPLC直接测定.液液萃取法（LLE）是传统的预处理方法，但操作繁琐、费时，易产生乳化现象，同时需要大量的有机溶剂，对环境造成污染.固相微萃取（SPME）技术已被广泛应用于农药残留的分析［1］，但固相微萃取的萃取头价格昂贵、易碎、易裂.液相微萃取（LPME）因其消耗有机溶剂极少，且具有快速、简便等优点，被应用于水样、环境和生物等样品中痕量、超痕量物质的分析［2］.

LPME分为静态液相微萃取（D-LPME）和动态液相微萃取（S-LPME）两种［3-4］.传统的静态液相微萃取是利用悬挂在微量进样器针头上的一滴溶剂进行萃取，由于这一滴溶剂易脱落或漂移，导致实验失败，目前改进的方法是在微量进样器的针头上套上一个保护装置如中空纤维［5］或聚四氟乙烯环［6］，然后将有机溶剂打入保护装置中进行萃取.中空纤维和聚四氟乙烯环在普通实验室是比较少见的，这就大大阻碍了普通实验室对液相微萃取的研究.本文首次提出利用多孔的ABS塑料管为保护装置进行液相微萃取，并建立了S-LPME-HPLC联用快速、准确分析水体中甲基对硫磷和对硫磷的分析方法.

1　试验部分

1.1仪器与试剂

LC-20A高效液相色谱仪（配PDA检测器，日本岛津公司）；KQ32OOB超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）.

甲醇、乙腈、正己烷、甲苯均为色谱纯；甲基对硫磷、对硫磷标准溶液的浓度均为100 mg·mL-1（购自农业部环境保护科研监测所）；1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（购自上海成捷化学有限公司）纯度为97%.

实验用水为二次蒸馏水，ABS塑料管为处理过的中性笔笔芯.

1.2色谱条件

EclipseXDB-C18色谱柱（4.6 mm×150 mm×5.0 μm）；乙腈/水（70/30）；流速0.9 mL·min-1；检测波长275 nm；柱温40℃.

1.3样品处理

水样过0.45 μm滤膜后冷藏备用.

1.4静态液相微萃取方法

用微量进样针吸入一定量萃取剂，然后把它插入装有水溶液的10 mL萃取瓶中，套上一定长度的多孔ABS塑料管（见图1），按下进样针推动杆将有机溶剂推入ABS塑料管内，在一定的搅拌速度和温度下萃取30 min后，拉动进样针推动杆将有机溶剂全部吸入注射器内，然后进行HPLC分析.

图1　静态液相微萃取装置图

2　结果与讨论

2.1静态液相微萃取保护装置的改进

本实验力求从常用的材料中筛选出可以保护一滴溶剂，并且又能达到一定实验效果的保护装置.经过反复多次的对比实验，发现ABS塑料管水平放置的方式进行萃取，可以获得一定的实验效果.同时，进一步探讨了表面无孔和表面上被均匀地钻出多个直径约为0.5 mm孔的两种ABS塑料管的实验效果.结果表明：后者的萃取效果明显由于前者，这是因为多孔的ABS塑料管增大了有机萃取剂与水溶液的接触面积.

2.2静态液相微萃取条件的优化

2.2.1萃取溶剂的选择：选择萃取溶剂必须满足“相似相溶原理”，并且溶剂峰与目标峰要完全分离.笔者选择正己烷，甲苯，离子液体（1-辛基-3-甲基咪哇六氟磷酸盐）作为萃取溶剂，考察其萃取效果.结果表明：在优化的色谱条件下，甲苯峰形较差，并且会干扰甲基对硫磷的准确测定；1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的粘性非常大，增加了微量进样针排气泡的难度，同时进样后色谱柱压力过大，严重影响色谱柱的寿命；正己烷克服了甲苯和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的上述缺点，且萃取效果较好.所以选择正己烷为最佳萃取溶剂.

2.2.2萃取溶剂用量的选择：考察了5、10、15、20、25、30、35 μL正己烷对萃取效果的影响.从图2可知，两个目标物的峰面积随着正己烷体积的增大而增加，当液滴为25 μL时达到最大值，继而开始降低.因此选择25 μL作为最佳萃取溶剂体积.

2.2.3搅拌速度的选择：样品溶液进行搅拌能加快水相与有机相间萃取平衡的建立，提高萃取效果，缩短萃取时间.但是搅拌速度过快,会破坏萃取溶剂的稳定性，降低萃取效果.本实验考察了一档、二档、三档、四档、五档和六档搅拌速度对萃取效果的影响.结果表明：搅拌速度控制在第五档时，甲基对硫磷和对硫磷的峰面积都达到最大.因此，本实验最佳搅拌速度控制在第五档.

2.2.4萃取时间的选择：选取5、10、15、20、25、30、35 min 7个水平，研究萃取量与萃取时间的关系.结果如图3所示，在室温条件下，萃取30 min时，甲基对硫磷和对硫磷的峰面积都达到最大，随后峰面积下降.这是因为较长的萃取时间会造成萃取剂在水样中的溶解量增大，从而降低萃取效果.所以，最佳萃取时间选为30 min.

2.3 HPLC操作条件的选择

2.3.1流动相的选择：考察了甲醇/水、乙腈/水两种不同体系的流动相，发现采用乙腈/水体系时基体干扰小、柱压小.进一步研究发现随着乙腈含量的增加，甲基对硫磷和对硫磷的分离度逐渐降低；当乙腈∶水(V／V) =70∶30时，两组份得到很好的分离，且分析耗时短.因此，本实验的最佳流动相组成为70/30的乙腈/水体系.

图2　溶剂体积的影响　

图3　萃取时间的影响

2.3.2流速的选择：选取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mL·min-16个不同的流速进行研究，结果表明：流动相为70/30的乙腈/水，流速控制在0.9 mL·min-1时，甲基对硫磷和对硫磷峰形对称，分离度达到最佳，色谱图见图4.按出峰顺序依次为：甲基对硫磷4.815 min,对硫磷6.748 min.

图4　甲基对硫磷和对硫磷混合标准溶液色谱图

2.4线性范围和检出限

用二次蒸馏水将有机磷混合标样逐级稀释为0.05～1.00 μg·L-1范围内的标准溶液，在优化后的液相微萃取和色谱条件下进行萃取、测定.以峰面积Y为纵坐标，质量分数X(μg·L-1)为横坐标绘制线性回归方程,检出限按S/N=3估算，结果见表1.

2.5样品空白测定

分别准确移取10 mL按1.3处理好的自来水、韶关学院东湖水和西湖水样品，在优化条件下进行液相微萃取和高效液相色谱测定.根据平行测定7次数据表明：西湖水中只测得对硫磷为0.06 μg·L-1，其余水样中均未检出目标物.

表1　线性范围与检出限

2.6准确度和精密度

在上述选定的实验条件下，向自来水、东湖水和西湖水中分别按0.40 μg·L-1和0.80 μg·L-1准确添加有机磷混合标样进行回收率实验.方法的回收率和相对标准偏差（RSD）结果见表2，西湖水中对硫磷的回收率已扣除空白值.

表2　回收率与相对标准偏差（n=7）*

3　结论

采用多孔的ABS塑料管水平放置保护一滴溶剂进行液相微萃取，联合高效液相色谱测定水体中的有机磷农药，得到了较满意的结果.在优化的实验条件下，甲基对硫磷、对硫磷的线性范围在0.05～1.00μg·L-1，相关系数R在0.999 3～0.999 5，回收率为95.2%～102%，相对标准偏差为3.5%～6.8%,检出限为0.01μg·L-1.

参考文献：

［1］王艳丽,周阳.固相微萃取-气相色谱-质谱法测定水中痕量有机磷和阿特拉津农药［J］.中国环境检测,2013,29（1）：112-115.

［2］王金成,金进,熊力,等.微萃取技术在环境分析中的应用［J］.色谱,2010,28（1）：1-13.

［3］常青,沈先涛,王佳,等.液相微萃取-气相色谱法测定水样中微量酚类污染［J］.理化检验-化学分册,2009,45（1）:91-93.

［4］焦琳娟.超声提取-动态液相微萃取-气相色谱法测定土豆中有机磷农药［J］.理化检验-化学分册,2012,48（11）:1289-1291.

［5］刘科强,卢文文,丁健桦,等.中空纤维两相液相微萃取技术应用于芝麻中共轭亚油酸的测定［J］.分析测试学报,2013,32（7）: 877-881.

［6］谢洪学,何丽君,伍艳,等.基于离子液体的液相微萃取-高效液相色谱法测定水中有机磷农药［J］.分析化学研究报告,2007,35 （2）:187-190.

（责任编辑：颜志森）

中图分类号：O657.72

文献标识码：A

文章编号：1007-5348（2015）02-0025-04

［收稿日期］2014-03-36

［作者简介］焦琳娟（1970-），女，安徽巢湖人，韶关学院化学与环境工程学院副教授；研究方向：农药残留分析.

Determination of Organo-Phosphorous Pesticides in Water Samples Using S-LPME-HPLC with an ABS Plastic Pipe as a Protective Device

JIAO Lin-juan
（College of Chemistry and Environmental Engineering,Shaoguan University, Shaoguan 512005,Guangdong,China）

Abstract:In this experiment,a perforated ABS plastic pipe was used horizontally to protect a drop of solvent in Static Liquid Phase Micro-extraction,and a new method for the determination of two organo-phosphorous pesticides(methylparathion and parathion)in water samples has been developed using static liquid-phase microextraction and High Performance Liquid chromatography.Experimental conditions that affected the liquid-phase micro-extraction such as extraction solvents,solvent volumes,extraction times and mixing speed were optimized. And the operational conditions of HPLC were optimized.The linear ranges were all from 0.05 μg·L-1to 1.00 μg·L-1.The relative cofficient is from 0.999 3 to 0.999 5.The recoveries were between 95.2%and 102%. Relative standard deviations ranged from 3.5%to 6.8%.The detection limits were all 0.01 μg·L-1.This method can be used to effectively determine the residue of Organo-Phosphorous Pesticides.

Key words:static liquid phase micro-extraction;high performance liquid chromatography;organo-phosphorous pesticides;water；protective device