温控离子液体分散液液萃取-液相色谱-串联质谱法测定环境水样中的氯硝柳胺

，

(黄河水利职业技术学院，河南开封 475004)

氯硝柳胺(Niclosamide,NIC)，别名杀螺胺、灭绦灵，属水杨酰胺类衍生物，它是一种杀虫剂、灭螺剂，可有效杀死钉螺、福寿螺、蜗牛、猪牛绦虫、阔节裂头绦虫、短膜壳绦虫、尾蚴等，具有驱虫效果好、毒性低、使用安全等特点而广泛应用[1 - 2]。世界卫生组织将NIC列入其基本药物标准清单和标准处方，我国将NIC用于灭杀养殖池塘内钉螺、椎实螺和野杂鱼，稻田中福寿螺等[3 - 5]。但随着NIC持续大规模的使用，关于NIC对鱼类高毒、对非目标生物毒性问题和污染环境水样逐渐引起广泛关注[5 - 6]。

目前关于NIC的检测方法主要有电位滴定法[3]、液相色谱法[4]、液相色谱-质谱法[5 - 7]等，但关于环境水样中NIC测定方法较少报道。环境水样中NIC含量较低，且基质复杂，在测定前需要进行分离富集，目前主要有液液萃取、固相萃取、超临界流体萃取、快速溶剂萃取、微波辅助萃取、膜萃取、离子液体分散液液萃取等，其中温控离子液体分散液液萃取技术是集富集、分离、净化于一体，具有操作简单、萃取效率高，尤其是选用环境友好、稳定性高、蒸气压低的离子液体作为萃取剂[8 - 15]。

本研究采用离子液体为萃取剂，通过温度控制加快离子液体分散而增加萃取表面积，经分散液液萃取环境水样中NIC，结合液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)，建立了一种简便、准确、灵敏的测定环境水样中NIC的检测技术，可满足环境水样质检、监控以及相关基础研究的需要。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

1290-6430型液相色谱-串联质谱仪(美国，Agilent公司)；5427R型高速冷冻离心机(德国，Eppendorf公司)；MS3型漩涡混合器(德国，IKA公司)；Mill-QA10型超纯水器(美国，Millipore公司)。

离子液体：1-甲基-3-辛基咪唑六氟磷酸盐([C8MIM][PF6]，纯度>98%)，1-甲基-3-己基咪唑六氟磷酸盐([C6MIM][PF6]，纯度>98%)，1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐([C4MIM][PF6]，纯度>98%)，均购于百灵威化学试剂有限公司。NIC标准品：CAS号50-65-7，0.25g，纯度96%，德国Dr.EhrenstorferGmbH公司。甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮均为色谱纯，美国TEDIA公司。

环境水样采集于开封市地表水、地下水及污水处理厂等。

1.2 样品前处理

在15mL尖底离心试管中加入5mL待测水样，加入80μL[C8MIM][PF6]和1.0mL乙腈，涡旋混合1min，室温超声2min，50℃水浴10min，冰水浴10min，形成乳浊液，6000r/min离心5min，弃去上清液，用乙腈溶解下层有机相并定容至2mL，经0.22μm微孔滤膜过滤，供LC-MS/MS测定。

1.3 LC-MS/MS条件

液相色谱条件：美国WatersXBridgeC18色谱柱(150×2.1mm，3.5μm)；流动相：A为0.1%氨水，B为乙腈；流量为0.30mL/min；柱温为30℃；进样量为5μL。梯度洗脱：初始为25%B；0～3.0min，25%～85%B；3.0～5.0min，85%～25%B；5.0～7.0min，25%B。

质谱条件：电喷雾负离子源(ESI-)；毛细管电压为-2500V；离子传输毛细管温度为350℃；碰撞气为氩气(纯度≥99.999%)，碰撞气压为0.32Pa；鞘气流量为720L/h；辅助气流量80L/h；多反应监测条件为：保留时间3.13min；定性离子对m/z为324.9/171.1，锥孔电压30V，碰撞能量25eV；定量离子对m/z为324.9/289.0，锥孔电压30V，碰撞能量25eV。

2 结果与讨论

2.1 萃取剂与分散剂的选择

考察了[C8MIM][PF6]、[C6MIM][PF6]和[C4MIM][PF6]3种离子液体对环境水样中NIC的萃取效果。从图1中可知，3种离子液体对环境水样中NIC具有良好的选择性和溶解性，均可作为萃取剂，其中[C8MIM][PF6]萃取效率最高，为97.3%，可能是离子液体烷基链的增长使[C8MIM][PF6]在水中的溶解度降低，使[C8MIM][PF6]更易于萃取NIC。因此选择[C8MIM][PF6]作为萃取剂。

分散剂作用是在萃取过程中使萃取剂均匀地分散于水相中，通过增加萃取剂与分析物的接触面积而提高萃取效率，并形成乳浊液。考察了甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮等不同分散剂对环境水样中NIC的萃取效果。从图2中可知，乙腈作为分散剂时，NIC萃取回收率最高，回收率为97.6%；甲醇、异丙醇和丙酮作为分散剂时，回收率较低。因此选择乙腈作为分散剂。

图1 离子液体类型对萃取回收率的影响(n=6)Fig.1 Effect of ionic liquid type on extraction recovery(n=6)

图2 分散剂类型对萃取回收率的影响(n=6)Fig.2 Effect of dispersant type on extraction recovery(n=6)

2.2 萃取剂与分散剂用量的选择

考察了离子液体[C8MIM][PF6]作为萃取剂时，不同萃取剂用量(30～100μL)对分散液液萃取效率的影响。从图3中可知，在30～80μL范围内，NIC萃取回收率随着[C8MIM][PF6]用量的增加而增大；在80～100μL范围内，NIC萃取回收率随着[C8MIM][PF6]用量的增加而减小，这可能是由于过量的萃取剂在溶液中不能有效分散而导致萃取回收率下降，或由于萃取剂过量而减少富集倍数引起萃取效率降低。因此萃取剂[C8MIM][PF6]用量选择为80μL。

考察了乙腈分散剂用量(250μL～1500μL)对分散液液萃取NIC效率的影响。从图4中可知，在250～1000μL范围内，NIC萃取回收率随着分散剂用量增加而增大；在1000～1500μL范围内，NIC萃取回收率随着分散剂用量增加而减小，这可能是由于分散剂用量较大时，使NIC在水相中溶解度增大而降低了萃取回收率。因此分散剂乙腈用量选择为1000μL。

图3 萃取剂体积对萃取回收率的影响Fig.3 The effect of the volume of extractant on the recovery of extraction

图4 分散剂体积对萃取回收率的影响Fig.4 The effect of the Volume of dispersant on the recovery of extraction

2.3 温度控制的选择

图5 温度控制对萃取回收率的影响Fig.5 Effect of temperature control on extraction recoveries

温度控制是离子液体分散液液萃取技术中的关键因素。温度过高，可引起目标物降解；温度过低，离子液体不能高效分散，从而导致萃取回收率较低。考察了30℃、40℃、50℃、60℃、70℃水浴温度对离子液体分散液液萃取NIC效率的影响。从图5中可知，在30～50℃范围内，NIC萃取回收率随着温度升高而增大；在50～70℃范围内，NIC萃取回收率随着温度升高而减小。因此水浴温度选择为50℃。

2.4 水浴时间的选择

考察了水浴时间(4～24min)对分散液液萃取NIC效率的影响。实验显示，在4～10min范围内，NIC萃取回收率随着水浴时间增加而增大；在10～24min范围内，NIC萃取回收率随着水浴时间增加而减小，这可能是由于萃取时间过长，使分散剂溶解于水中，降低了NIC萃取回收率。因此水浴时间选择为10min。

图6 NIC标准品LC-MS色谱图Fig.6 LC-MS chromatogram of NIC standard

2.5 色谱与质谱条件的优化

为了提高NIC灵敏度和分辨率，改善色谱峰峰形，考察了不同色谱柱(WatersXBridgeC18、AgilentEclipsePlusC18、迪马SpursilC18)对NIC的分离效果。结果表明：使用WatersXBridgeC18色谱柱时，能够有效优化分离峰的形状，基线分离效果好，其色谱图见图6。

实验比较了流动相分别为纯水-甲醇/乙腈、0.5mmol/L乙酸铵-甲醇/乙腈、0.1%甲酸溶液-甲醇/乙腈、0.1%氨水-甲醇/乙腈对NIC的分离效果，结果发现当流动相为碱性的0.1%氨水-乙腈时，NIC峰形尖锐对称。因此采用0.1%氨水-乙腈作为流动相(图6)。

用流动注射泵以1.0μg/min的流速，将1.0μg/mLNIC标准溶液注入质谱检测器中，在负离子电离模式下，进行一级质谱扫描，得到质荷比(m/z)为324.9的准分子离子峰[M-H]-；对准分子离子峰进行碰撞诱导解离进行二级质谱扫描，得到信号最强以及次最强的碎片离子m/z分别为171.1和289.0，选择定量离子对m/z为324.9/289.0；定性离子对m/z为324.9/171.1，其色谱图见图6。

2.6 线性范围和检出限

配制NIC浓度为5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0ng/mL的标准系列溶液，以NIC标准溶液浓度(x)为横坐标，响应值(y)为纵坐标，绘制标准曲线，建立回归方程。结果显示：在5.0～200.0ng/mL浓度范围内，线性关系良好，线性回归方程为：y=8.73×104x+6.43×102，相关系数R2为0.9998。以3倍信噪比(S/N=3)作为检出限，以10倍信噪比作为定量限(S/N=10)，结果显示：当称样量为5.0mL时，检出限为0.15μg/kg；定量限为0.5μg/kg。

2.7 精密度和回收率

取3份环境水样进行精密度和回收率试验，按1.2和1.3节操作步骤进行处理和测定，结果见表1。结果表明：在添加浓度为5.0～200.0μg/kg范围内，回收率在91.7%～97.1%之间，相对标准偏差(RSD)为0.8%～3.1%。说明该法精密度好、回收率高。

2.8 实际样品的测定

按照本文所建立的温控离子液体分散液液萃取-液相色谱-串联质谱法检测环境水样中NIC。结果表明：30份环境水样中，NIC检出率为13.3%，测定值在23.7～316.4μg/kg之间，平均值为143.6mg/kg。这表明环境水样中存在一定的NIC，影响环境水样的质量，相关部门应加强环境水样中NIC的日常监测。

表1 回收率和精密度(n=6)

3 结论

本文采用离子液体为萃取剂，通过温度控制加快离子液体分散而增加萃取表面积，经分散液液萃取环境水样中NIC，结合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)分离和检测方法，建立了一种简便、准确、灵敏的测定环境水样中NIC的检测技术。该方法操作简单、精密度好、回收率高，可实现快速、批量和准确的检测环境水样中NIC含量，适用于环境监管部门对水体的监督监测。