水中芘检测方案(固相萃取仪)

自动化样品前处理解决方案-RK-2019-W005 水中16种多环芳烃类化合物的测定解决方案 1.介绍 多环芳烃(PAHs)是指具有两个或两个以上苯环以线性、角性或簇状排列的稠环化合物，其性质介于苯和烯烃之间，是一类广泛存在于环境中的重要化学污染物。PAHs 按性质可分为两类：2-3个苯环的低分子量的芳烃，如萘、蒽、菲等易挥发的芳烃，对水生生物有一定毒性；4-7个苯环的高分子量芳烃，如芘、荧蒽等高沸点、不易挥发的芳烃，具有致癌、致畸、致突变作用。美国国家环境保护总署 (USEPA)优先监控的水水16种PAHs， 详见图1. 本文采用全自动固相萃取方法对水样中16种多环芳烃进行富集、净化，气相色谱-串联质谱(GC-MS)或者液相色谱的方法进行检测，实现了水中16种目标物的检测分析。采用加标回收的方式进行了方法验证，结果令人满意；该方法具有操作自动化、快速、具有高通量分析等优点。 关键字：全自动固相萃取；气相质谱；液相荧光；多环芳烃； Fotector Plus； Auto EVA-20Plus // a奈 苊烯 苊芴 菲 蒽 荧蒽 芘 苯并(a)蒽 屈ksj g fh/e ahd2 bgga ba6d e苯并[k]荧蒽 苯并(B)荧蒽 苯并(a) 芘 茚并(1，2，3-cd)芘 二苯并(a，h)蒽 苯并(G，H，I) 图1.16种多环芳烃结构式 2.仪器与试剂 Raykol Fotector Plus高通量全自动固相萃取仪 Raykol Auto EVA-20Plus 全自动平行浓缩仪 C18固相萃取柱(Oasis， 500 mg/6mL) GC-MS， Agilent 7890A/5975C 气相色谱/质谱联用仪 气相色谱柱： HP-5MS气相色谱柱(30m × 0.25mm × 0.25 um) 液相色谱(HPLC)：具有可调波长紫外检测器或荧光检测器和梯度洗脱功能 液相色谱柱：填料为 5um ODS， 柱长 25 cm，内径 4.6 mm 的反相色谱柱或其他性能相近的色谱柱 甲醇 (HPLC)，二氯甲烷(HPLC)，超纯水 3.1固相萃取净化条件 全自动固相萃取仪 Fotector Plus高通量全自 动固相萃取仪 固相萃取柱 C18 (CNW， 500 mg/6 mL) 或其他品牌C18柱 活化 甲醇 淋洗 纯水 洗脱 二氯甲烷：正己烷(1：1) 3.2样品制备与富集 取1000 mL纯水。加入30 mL丙酮助溶，放入超声振荡 20 min(对于加标浓度过大的样品>50 ng/L，最后可通过洗瓶提高回收率)。活化：固相萃取小柱分别用二氯甲烷，甲醇，超纯水各10 mL，以5mL/min 速度活化。上样：以10 mL/min 速度上样1000mL样品。淋洗：10mL 水水5 mL /min 速度淋洗柱子。吹干：调节氮气压力为20 psi，时间为10 min，吹干小柱中残留的水分。洗脱：用10 mL二氯甲烷正己烷(1：1)的混合溶液以1 mL/min 速度洗脱。 气相方法浓缩：采用AutoEVA-20Plus 全自动平 行浓缩仪，于35℃，3 psi 条件下约缓慢氮吹浓缩至低于1mL，用正己烷定容成1mL，加入内标后，进行 GC/MS 检测。 液相方法浓缩：在上述基础上添加3mL乙腈溶剂进行转溶，氮吹至体积低于1mL，再加入3mL乙腈转溶，氮吹定容至1mL，将定容液转为乙腈相。 序号 命令 溶剂 排出 流速(mL/min) 体积(mL) 时间(min) 1 活化 正己烷 废液2 5 5 1.4 2 活化 DCM：正己烷(1：1) 废液2 5 5 1.6 3 活化 CH30H 废液2 3 7 2.8 4 活化 H20 废液1 5 10 2.6 5 大体积上样 废液1 10 1050 157.8 6 气推 废液1 40 10 1.1 吹干 15 8 清洗注射泵 CH30H 80 2 0.4 9 清洗注射泵 DCM：正己烷(1： 1) 80 1 0.4 10 洗脱 DCM：正己烷(1：1) 1 5 5.6 11 暂停 2 12 气推 20 5 0.8 13 洗脱 DCM：正己烷(1：1) 1 5 5.6 14 气推 20 5 0.8 15 结束 图2. Fotector Plus 水中多环芳烃固相萃取方法 4.气相色谱-质谱联用仪条件 采用 SCAN 全扫描模式进行定性分析， SIM选择离子模式进行定量分析，选择离子见表1。GC-MS检测条件：进样口温度260℃，不分流进样，进样量1.0pL；载气为高纯He气，恒流模式，流速为1.0 mL/min；电子击击电离源(EI)，离子源温度230℃，接口(传输线)温度280℃，质量分析器温度150℃，溶剂延迟时间6 min。 GC 程序升温程序：初始温度60℃，保持1min；以10℃/min 速度升温至200℃，保持2 min； 以5℃/min 速度升温至300℃，保持2 min。 编号 中文名称 分子式 分子量 128 定量离子 离子1 离子2 离子3 1 2Su134Su25 6 萘 苊烯 氘代苊 苊 芴 氘代菲 菲蒽 荧蒽 152 164 154166188178 178 202 127 129 102 151 153 154 164 162 160 153 154 154 153 152 155 166188178 139160152 176 152 200 203 101 8 芘 C16H10 202 202 200 203 101 9 屈 C18H12 228 228 226 229 114 Su3 氘代屈 C18D12 240 240 228 236 120 10 苯并(a) C18H12 228 228 226 229 114 11 苯并(b)荧蒽 C20H12 252 252 250 253 126 12 苯并(k)荧蒽 C20H12 252 252 250 253 126 13 苯并(a)芘 C20H12 252 252 250 253 126 Su4 氛代莊 C20D12 264 264 260 265 132 14 茚并(1，2，3-cd)芘 C22H12 276 276 274 277 138 15 二苯(a，h)并蔥 C22H14 278 278 276 279 139 16 苯并(g，h，I) C22H12 276 276 274 277 138 表1.16种多环芳烃的定量离子和定性离子 4.2液相检测方法： 详细方法请见 HJ478-2009标准方法中阐述。 4.3气质联用色谱图 2 11 10 1213 14 16 15 17 1萘，2烯，3，4芴，5菲，6蒽，7荧蒽，8芘， So三联苯-D14，9屈，10苯并(a)蒽， 121苯并(b)荧蒽，12 苯并(k)荧蒽，13苯并(a)芘，14茚并(1，2，3-cd)芘，15二苯(a，h)并蒽，16苯并(g，h，I)花 图3.5.16种多环芳烃的色谱图(400ppb) 5.方法可行性验证 为了验证该方法的回收率，本实验向纯净水(500mL)中加入上述16种邻苯二甲酸酯类的标准品(20)1uL，1mg/L)进行加标回收验证(n=3)。 所示本实验采用四种多环芳烃的氛代物(氛代芯，气代菲，氛代屈，氛代花)作为内标物，在样品预处理前加入对分析过程进行质量控制。水样加标回收率，测试结果如 。16种 PAHs的加标回收率为78%~107%，相对标准偏差(n=3)为2%~7%；替代物回收率在78%~95%之间，相对标准偏差(n=3)在 2%~4%。四种替代物 的回收率与同环数的多环芳烃的回收率相当，在样品分析过程中，以替代物等作为分析过程的质量控制。 序号 名称简写 回收率(%) R1 R2 R3 Avg. RSD(%) 1 萘 74.1 71.8 74.4 73.4 5.3 2 苊烯 73.8 78.0 74.7 75.5 3.9 3 氛代苊 81.3 78.6 81.5 80.5 2.5 4 苊 71.9 76.3 79.2 75.8 3.8 5 芴 78.5 81.6 77.6 79.2 4.7 6 氘代菲 95.7 89.7 95.0 93.5 3.4 7 菲 93.1 89.1 87.8 90.0 5.2 8 蒽 95.6 87.9 91.3 91.6 3.8 9 荧蒽 85.6 97.3 94.2 92.4 3.4 10 芘 100.5 93.7 98.4 97.5 3.7 11 屈 95.0 87.8 90.7 91.2 4.3 12 氘代屈 94.3 85.4 88.1 89.3 4.3 13 苯并(a)蒽 94.5 85.3 88.7 89.5 4.8 14 苯并(b)荧蒽 93.2 95.7 92.8 93.9 5.5 15 苯并(k)荧蒽 96.9 93.4 92.1 94.1 7.2 16 苯并(a)芘 91.5 102.3 95.6 96.5 4.6 17 氘代菲 89.0 83.6 85.9 86.2 3.6 18 并(1，2，3-cd)芘 92.7 93.5 103.3 96.5 5.9 19 二苯(a，h)并蔥 98.5 106.9 108.4 104.6 6.3 20 苯并(g，h，I)莊 90.3 92.8 92.5 91.9 4.5 表2.16种多环芳烃的定量离子和定性离子 6.解决方案的优势 Fotector Plus 高通量全自动固相萃取仪能同步进行6个样品处理，自动连续处理60个样品，从活化、上样、淋洗到洗脱等多种基础命令全部实现自动化，大大提高了仪器精度和可靠性，保证了回 Auto EVA-20Plus 全自动平行浓缩仪可自动完成对小体积样品的快速，平行浓缩。 全自动固相萃取仪 全自动平行浓缩仪净化 浓缩 热线：箱： info@raykol.com网址：www.raykol.com 邮箱： info@raykol.com热线：址：Vwww.raykol.com 多环芳烃(PAHs)是指具有两个或两个以上苯环以线性、角性或簇状排列的稠环化合物，其性质介于苯和烯烃之间，是一类广泛存在于环境中的重要化学污染物。PAHs按性质可分为两类：2-3个苯环的低分子量的芳烃，如萘、蒽、菲等易挥发的芳烃，对水生生物有一定毒性；4-7个苯环的高分子量芳烃，如芘、荧蒽等高沸点、不易挥发的芳烃，具有致癌、致畸、致突变作用。美国国家环境保护总署（USEPA）优先监控的水中16种PAHs，详见图1。本文采用全自动固相萃取方法对水样中16种多环芳烃进行富集、净化，气相色谱-串联质谱（GC-MS）或者液相色谱的方法进行检测，实现了水中16种目标物的检测分析。采用加标回收的方式进行了方法验证，结果令人满意；该方法具有操作自动化、快速、具有高通量分析等优点。