快速溶剂萃取-GC-MS法测定海鱼中的9种多氯联苯

陆金丹,侯军沛

(广东省科学院测试分析研究所(中国广州分析测试中心),广东省化学测量与应急检测技术重点实验室,广东省固体废物危险性鉴别与风险评估工程技术研究中心,广东 广州 510070)

多氯联苯(PCBs)是一组209种同系物的有机化合物,由C、H和Cl组成,也被称为氯化联苯。这些同系物被称为PCB1-PCB209系列,存在于不同的介质中。根据苯环上氯原子的数量和位置,多氯联苯被划分为八个主要类别。这些类别包括三氯苯、四氯联苯、五氯联苯、六氯联苯、七氯联苯、八氯联苯、九氯联苯和十氯联苯。多氯联苯因其长距离迁移、亲脂性、化学稳定性、高生物储存能力和难以降解而闻名。它们已被广泛用于各种化学工业和商业生产,包括生产密封剂、绝缘体和各种商品的添加剂。在塑料制品、橡胶制品和液压机中也发现了多氯联苯。随着时间的推移,这些化合物的迁移导致环境中多氯联苯的堆积,使其成为潜在的污染源。它们可以通过生产过程进入环境,并最终进入食物链,通过植物和动物进入人体,对生态系统和人类健康造成伤害。多氯联苯具有致癌性,接触后可引起皮肤刺激,如严重的痤疮和皮疹。一旦进入人体,它们往往积聚在脂肪组织中,并可能对内部器官和大脑造成伤害[1-9]。

目前的研究旨在通过使用气相色谱-质谱法(GC-MS)来确定海水鱼中九种多氯联苯的存在。选择这种方法是因为它的简单性、可靠性和准确性。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

主要设备:7890B-5975B气相色谱-质谱仪(美国Agilent公司);DL6000B 冷冻离心机(中国安亭科学仪器厂);快速溶剂萃取仪(瑞士步琦公司),HPE-6平行真空浓缩蒸发仪(恒奥)。

试剂:色谱级别正己烷,色谱级别丙酮,GR级别无水硫酸钠,AR级别硅藻土,AR级别石英砂。

9种多氯联苯标准溶液:10 μg/mL,溶剂为正己烷,上海安普实验科技公司。

2种内标混合标准溶液:PCB77-d6、PCB156-d3,质量浓度均为10 μg/mL,溶剂为正己烷,上海安普实验科技公司。

2种替代物:PCB28-d4,PCB114-d,质量浓度均为10 μg/mL,溶剂为正己烷,上海安普实验科技公司。

1.2 快速溶剂萃取方法

样品前处理:将海鱼真空冷冻干燥,然后均匀粉碎,称取粉末样品5.00 g(精确到0.01 g),放置入加好硅藻土的快速溶剂萃取池中(40 mL规格),在样品中加入替代物,再依次加入石英砂、硅藻土,用滤纸封好上端,最后转移萃取池到快速溶剂萃取仪中,使用正己烷与丙酮体积比1∶1混合溶剂萃取,选择下表的设定方法进行萃取。

表1 仪器主要工作参数

快速溶剂萃取仪完成萃取后,转移收集瓶中溶剂,干燥,洗涤,使用平行蒸发仪浓缩萃取液到1.0 mL以下,加入内标,定容至1.0 mL,最后将样品上质谱读取数据。

1.3 色谱条件

色谱柱:(5%-苯基)-甲基聚硅氧烷色谱柱(HP-5MS色谱柱):30 m×0.25 mm×0.25 μm;进样口温度:280 ℃;载气:高纯氦气(99.999%);流速:1.2 mL/min进样量:1.00 μL;不分流进样;程序升温条件:初始温度120 ℃保留1 min,以20 ℃/min升温到180 ℃,再以10 ℃/min升温到300 ℃。

1.4 质谱条件

离子源:电子轰击(EI)离子源;离子源温度:230 ℃;离子化能量:70 eV;接口温度:280 ℃;四极杆温度:150 ℃;全扫描模式:50～500 amu;溶剂延迟时间:5 min;扫描模式:全扫描(Scan)和选择离子扫描(Sim)。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线的绘制

将9种多氯联苯标准溶液,用正己烷准确配制出1.00 μg/mL的中间储备液,加入一定量的内标和替代物,配制成10.0,20.0,40.0,50.0,100,200 μg/L的工作曲线。在本方法推荐的仪器参考条件下,目标物的总离子如图1所示。

图1 9种多氯联苯及内标物混合溶液的总离子色谱图

2.2 检出限

按上面仪器的测试方法,制取质量浓度相当于4.0 μg/kg的空白加标溶液7组,用质谱连续进行检测,根据HJ 168—2020 可知,检出限=3.143×七次平行测定的标准偏差,具体检出限数据如表2所示。

表2 9种多氯联苯的检出限

2.3 精密度和准确度

分别称取5.00 g海鱼粉末样品18份,分为低中高三个组别,每组六个样分别记为A、B、C、D、E、F,低中高浓度分别加入质量浓度为2.00,10.0,40.0 μg/kg的9种多氯联苯标液,按照上述的方法处理样品,并采用优化的质谱仪器条件得到数据,算出的平均回收率为63.4%～101%,相对标准偏差则为1.48%～12.6%,详细数据如表3～5所示。

表3 2.00 μg/kg 样品中9种多氯联苯含量的精密度和准确度

表4 10.0 μg/kg 样品中9种多氯联苯含量的精密度和准确度

表5 40.0 μg/kg 样品中9种多氯联苯含量的精密度和准确度

2.4 样品含量测定

平行称取两份制好的海鱼粉末样,做平行实验,用快速溶剂萃取仪萃取完,上定,结果如表6所示。

表6 样品中9种多氯联苯含量

样品平行性好,相对偏差小于20%,可满足日常测试要求。

3 结论

采用快速溶剂萃取法(ASE)处理海洋生物体中的海鱼样品,用GC-MS测定9种多氯联苯的含量,根据9种多氯联苯的性质,选择适合的萃取条件和GC-MS分析方法,连续采集七组空白加标平行样品上机数据,通过计算得到其检出限为0.42～1.05 μg/kg。然后根据三组低中高浓度的正确度样品加标实验,根据采集的数据计算出其精密度:1.48%～12.6%;正确度:63.4%～101%。实验证明采用该方法处理海鱼样品速度快,回收率高,数据准确,可以为以后的海洋生物体的多氯联苯检测作参考。