固相萃取-高效液相色谱法测定水中呋喃丹含量的不确定度评定*

王晓楠 潘献辉 郝军 刘昱

(国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津 300192)

呋喃丹是一种高毒氨基甲酸酯类杀虫剂，由于它被广泛应用于粮食作物，致使环境水体、食物、作物及动物饲料中可能含有痕量呋喃丹残留物，严重威胁人类的健康安全[1, 2]。目前，呋喃丹的标准检测方法为柱后衍生高效液相色谱荧光检测法，如GB/T 5750-2006[3]中采用的液-液萃取-柱后衍生高效液相色谱荧光法，NY/T 761-2008[4]中采用的固相萃取-柱后衍生高效液相色谱荧光法。液-液萃取前处理方式需要消耗大量超纯溶剂，而固相萃取具有溶剂耗用量少、高效快速、基体干扰小、回收率高的特点，故逐渐代替液-液萃取进行样品前处理；此外，柱后衍生高效液相色谱荧光法，不仅需要增加衍生装置，而且操作繁琐。为此笔者建立固相萃取-高效液相色谱荧光法检测水中呋喃丹，并对检测结果的不确定度进行了评定，以期为简单、快速、准确测定水体中呋喃丹农残新标准方法的推广提供依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

高效液相色谱仪：Agilent 1200 RRLC型，配有Agilent 12位固相萃取装置，Agilent C18固相萃取小柱(500 mg / 3 mL)，美国Agilent公司；

呋喃丹标准物质[GBW(E)060225]：纯度为96.4%，中国计量科学研究院；

甲醇和四氢呋喃：色谱纯；

呋喃丹标准储备液：200.0 mg/L，称取呋喃丹标准品0.010 0 g，用甲醇准确定容至50 mL，于4 ℃冰箱中保存。

1.2 测量步骤

(1)固相萃取

分别用5.0 mL甲醇、5.0 mL超纯水浸润和淋洗C18固相萃取小柱，活化备用。取200 mL水样，以3 mL/min经C18固相萃取小柱富集后，用5.0 mL四氢呋喃淋洗C18固相萃取小柱，并收集洗脱液。

(2)浓缩

在35℃条件下，将上述洗脱液用氩气吹至近干后，用甲醇定容至1.0 mL，按色谱条件进行分析。

1.3 仪器分析条件

色谱柱：Eclipse XDB C18柱(150 mm× 4.6 mm, 5 μm)，流动相:甲醇-水(体积比为1∶1)，流量为1.0 mL/min；进样量：6.0 μL；柱温：35 ℃；荧光检测器激发波长：285 nm；发射波长：320 nm；外标法定量。

1.4 数学模型

根据测量方法建立样品中呋喃丹含量的数学模型，如式(1)：

(1)

式中：cx——样品中呋喃丹含量，mg /L；

c0——标准使用溶液的浓度，mg /L；

Ax——样品溶液的峰面积；

V2——样品稀释液总体积，mL；

A0——标准溶液的峰面积；

V1——样品取样量，mL；

fr——回收率校正因子。

2 不确定度来源分析

从上述测量过程和数学模型可以看出，固相萃取-高效液相色谱法测定水中呋喃丹含量的不确定

度主要来源于以下几个方面：标准溶液的配制、样品取样、样品浓缩、重复性测量以及制样过程。

3 不确定度评定

3.1 标准溶液配制引入的不确定度

配制呋喃丹标准工作溶液时，先准确称取0.010 0 g呋喃丹标准品，用甲醇准确定容至50 mL。再移取标准储备液12.5 mL于25 mL容量瓶中，用甲醇配制成100 mg/L的呋喃丹使用液。用移液管移取一定量使用液于10 mL容量瓶中，用甲醇逐级稀释配成浓度分别为50.0、10.0、5.0、1.0、0.5、0.1、0.05 mg/L的标准系列溶液，经0.45 μm滤膜过滤后待测，则:

(2)

式中：V移2、V移4——量取体积，分别为12.5、5 mL(或2 mL)；

V容1、V容3、V容5——定容体积，分别为50、25、10 mL。

由上述公式和不确定度传播律导出：

(3)

(1) 呋喃丹质量引入的不确定度

(2) 定容引入的不确定度

(3) 标准溶液稀释引入的不确定度

将各项不确定度数值代入式(3)计算得：

3.2 样品取样引入的不确定度

urel(V1)=2×0.033/200=0.000 33

3.3 样品浓缩引入的不确定度

(1) 样品浓缩后定容体积的标准不确定度

1.0 mL刻度试管的允许误差估计为0.007 mL，假定为三角形分布，由校准引入的标准不确定度为：样品浓缩后定容体积的相对标准不确定度为

(2) 标准曲线拟合引入的不确定度

校准曲线取7个浓度点，每个浓度点分别测定2次，得到相应峰面积，用最小二乘法进行拟合，得到直线方程和其相关系数，结果列于表1。

表1 呋喃丹标准溶液的测定结果

标准曲线方程为Y=3.018X-0.1639，r= 0.999 9。

样品浓缩液定容后的浓度通过拟合标准曲线确定，由标准曲线引入的标准不确定度按下式计算：

(4)

(5)

式中：s(y)——拟合直线的标准偏差;

b——标准曲线的斜率；

p——一个试样平行测量次数；

n——拟合直线的数据对总数；

y——一个试样平行测量P次响应值的平均值；

ci——一个试样平行测量P次结果的平均值；

y-yfi——输入量为xi时，仪器响应值与拟合直线上对应的响应值之差。

在本测量中，n=7,p=2。试样测量响应值y1=2.528,y2=2.520。利用拟合直线计算得到精制浓缩液定容后浓度：c1=0.94 mg /L；把相关数据代入上述公式，计算得到s(y)=0.028，由标准曲线引入的标准不确定度：u(c1)=s(c1)=0.012 mg/L。其相对标准不确定度为:u(c1)/c1=0.012/0.94=0.01 2。

因此样品浓缩引入的相对不确定度：

3.4 重复性引入的不确定度

(1)对标准溶液进行7次重复测量，得色谱峰面积(A0)为1.345、1.466、1.466、1.466、1.345、1.345、1.345，平均值为1.397。经计算得s(x)=0.065,则u(A0)/A0=s(x)/A0=0.047。

(2)样品溶液7次重复测量的峰面积(Ax)为8.890、8.754、8.972、8.754、8.754、8.972、8.972，平均值为8.867。经计算s(x)=0.11，则u(Ax)/Ax=s(x)/Ax=0.012。

重复性引入的相对不确定度为：

3.5 制样过程引入的不确定度

3.6 合成标准不确定度

因各不确定度分量相互独立，故试样中呋喃丹含量cx的合成标准不确定度为：

经计算水样中呋喃丹的浓度为0.03 mg/L,则：

u(cx)=0.071×0.03=0.002 2 (mg/L)

3.7 扩展不确定度与结果表示

取包含因子k=2，置信水平约为95%，则扩展不确定度为U(cx)=ku(cx)=0.004 4 mg/L，检测结果表示为(0.03±0.004 4)mg/L，(k=2)。

[1] Petropoulou S S E, Gikas E, Tsarbopoulos A, et al. Gas chromatographic-tandem mass spectrometric method for the quantitation of carbofuran, carbaryl and their main metabolites in applicators' urine[J]. Journal of Chromatography A,2006,1108(1):99-110.

[2] Chen J B, Zhao W J, Liu W, et al. Cloud point extraction coupled with derivative of carbofuran as a preconcentration step prior to HPLC[J]. Food Chemistry,2009,115(3):1 038-1 041.

[3] GB/T 5750-2006 生活饮用水标准检验方法[S].

[4] NY/T 761-2008 蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定[S].