高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定牡蛎中的有机锡

崔彦杰,巢静波,康天放,宋增良

(1.北京工业大学环境与能源学院,北京 100124;2.中国计量科学研究院,北京 100013;3.河北省计量监督检测院,河北石家庄 050051)

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定牡蛎中的有机锡

崔彦杰1,2,巢静波2,康天放1,宋增良3

(1.北京工业大学环境与能源学院,北京 100124;2.中国计量科学研究院,北京 100013;3.河北省计量监督检测院,河北石家庄 050051)

采用微波辅助萃取结合高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)法测定牡蛎样品中的有机锡。用含有1.0 mol/L冰醋酸和0.5 mol/L醋酸钠的甲醇溶液作为萃取溶剂,在微波功率60 W条件下萃取牡蛎样品20 min,样品经过滤后采用 HPLC-ICP-MS法进行分析检测。在优化的条件下,二丁基锡、三丁基锡和三苯基锡3种有机锡的加标回收率分别为104%、99.3%和113%,检出限分别为0.33、0.22、0.48 ng/g。并采用CE 477贻贝标准物质进行方法验证,该方法的测定值与标准值符合。

微波辅助萃取;高效液相色谱-电感耦合等离子质谱(HPLC-ICP-MS);有机锡;牡蛎

有机锡化合物具有高度或中等毒性,近年来大量用于船舶的防污涂料,我国每年有3 000 t三丁基锡等防污涂料进入海洋,对海洋环境造成污染。有机锡化合物能干扰海洋生物内分泌系统的正常机能[1],从而导致人类和其他野生动物生殖系统产生障碍与疾病,我国多个海域可检测到有机锡污染的海洋生物[2]。不同形态的有机锡毒性有较大差异,如烷基锡化合物中,三烷基锡毒性比二烷基锡毒性约大10倍,各种形态有机锡化合物的毒性顺序为:R4Sn≈R3SnX＞R2SnX2＞RSnX3＞ ＞ ＞SnX4[3]。因此,研究海洋生物中有机锡的存在形态及其准确的测量方法对于生态毒理效应研究显得尤为重要。常用的有机锡检测方法多采用气相色谱与各种特征检测器的联用,如 GC-FPD[4]、GC/MS和 GCICP-MS[5]等。气相色谱法灵敏度高、能够同时测定多种有机锡化合物,但需要进行衍生等复杂的样品前处理过程,而液相色谱法的样品前处理过程则相对简单[6-7]。本工作采用脂肪含量较高的牡蛎作为研究对象,微波辅助萃取技术进行样品前处理,高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用法进行二丁基锡(DBT)、三丁基锡(TPhT)和三苯基锡(TBT)的测定。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 1100型高效液相色谱,Agilent 7500ce型电感耦合等离子体质谱仪:美国Agilent公司产品;XP204型电子天平:瑞士Mettler Toledo公司产品;Ethos D型微波消解装置:意大利 Milestone公司产品;超纯水装置:美国Millipore公司产品。

二丁基氯化锡(DBTCl,纯度大于97%):美国Alfa Aesar A Johnson Matthey公司产品;三苯基氯化锡(TPhTCl):美国Sigma-Aldrich公司产品,经两次提纯后纯度大于99.5%;三丁基锡溶液标准物质(TBT,GBW 08710,(663±19)μg/g(k=2,以Sn计)):中国计量科学研究院提供。甲醇、乙腈(色谱纯):德国 Merck公司产品;冰醋酸、三水合乙酸钠(分析纯):汕头市西陇化工厂有限公司产品;三乙胺(色谱纯):美国Sigma-Aldrich公司产品。

1.2 工作条件

Agilent 7500ce型电感耦合等离子体质谱,带有碰撞反应池;RF功率1 550 W;采样深度9.0 mm;样品锥:铂锥;载气流速 0.44 L/min;选择气(O2/Ar混合气,O2占20%):25%;雾化室温度为-5℃;Agilent 1100型高效液相色谱仪及其工作站。

ACE C18色谱柱(2.1 mm×150 mm×3μm);流动相:V(乙腈)∶V(水)∶V(醋酸)∶V(三乙胺)=65∶23∶12∶0.05;流速 0.2 mL/min;进样量 10μL。

1.3 实验方法

1.3.1 萃取溶剂的制备 准确称取68 g三水合乙酸钠,加入58 mL冰醋酸,用甲醇定容至1 L,配制成1.0 mol/L冰醋酸和0.5 mol/L醋酸钠缓冲溶液,测定p H值为5.9。

1.3.2 样品处理 将市场采集的牡蛎样品经清洁、搅碎、冷冻、干燥、研磨、过筛等前期处理工作,将其制成粉末样品,备用。分别进行6个平行样品的处理,准确称取约0.5 g样品,置于洁净的微波消解罐中,加入10 mL萃取溶剂并准确称重,在60 W功率条件下,微波辅助萃取20 min,萃取后轻摇振匀,静置10 min,用2.5 mL注射器取上清液,用0.22μm尼龙滤头将样品过滤到液相进样瓶中,待测。

1.3.3 标准曲线配制 将标准物质和高纯试剂用甲醇逐级稀释,采用重量法进行二丁基锡、三丁基锡和三苯基锡3种混合标准溶液的制备。标准曲线浓度及线性相关系数列于表1。

表1 线性回归方程及相关系数Table 1 Linear regression equations and correlation coefficients

1.3.4 样品测定 由于流动相中含有较高的有机相,在进行测定时需加入适量的O2,以免造成因有机相分解而导致锥口堵塞,并对O2/Ar混合气的加入量进行选择,兼顾仪器灵敏度和锥的保护两方面因素,同时进一步降低进入等离子体炬的有机溶剂含量,测定时将雾化器冷却系统温度参数调至-5℃。测定过程采用与样品中有机锡含量量值相近的标准溶液作为质控点。

2 结果与讨论

2.1 微波辅助萃取条件的优化

微波辅助萃取主要的条件参数为微波功率及萃取时间[8],针对这两项主要影响因素对微波萃取条件进行优化。在条件优化过程中,首先在微波萃取功率60 W下进行10 min及20 min的萃取条件实验,发现测定结果无明显影响(10 min时DBT、TPhT和 TBT的测定值分别为1.012、1.087和 1.124μg/g,20 min时的测定值分别为1.095、1.189和1.051μg/g),因此进一步进行了微波功率变化对萃取效率的影响,萃取时间选择 20 min,分别以微波功率 60、80、100、120 W进行条件实验,其测定结果示于图1。80 W微波功率下获得的实际样品谱图示于图2,二丁基锡、三苯基锡和三丁基锡的保留时间分别为5.36、7.02和14.3 min。

图1 微波萃取功率对3种有机锡萃取效果的影响Fig.1 Effection of microwave power to extraction efficiency of three organotins

图2 牡蛎样品的测量谱图Fig.2 Typical chromatogram of oyster sample

由图1可以看出,二丁基氯化锡在微波功率60 W进行20 min提取时的萃取效果最佳,随着微波功率的逐渐加大,萃取效果没有明显提高,反而略有下降,这可能是微波功率提高后对结合键作用力加大,一些分子键断裂,从而使形态发生变化,产生萃取效率下降的现象。同样,三苯基氯化锡在微波功率60 W进行20 min提取时的萃取效果最佳,随着微波功率的逐渐加大,对萃取效果没有明显变化。三丁基氯化锡在各种微波功率及萃取时间变化的情况下,萃取效率没有明显变化。

结合对3种有机锡萃取效率影响的考虑,确定微波萃取的程序条件为:微波功率60 W,萃取时间20 min。

2.2 分析方法的精密度和准确度

对牡蛎样品连续进行6次平行测定,分别计算3种形态有机锡的含量以及方法的精密度。按照测定样品相同方法对已知浓度的有证标准物质CE 477[9]进行样品前处理及测定,以此验证方法的准确度。3种形态有机锡测定结果列于表2,CE 477样品测定结果列于表3。

由表 2可知,采用微波辅助萃取结合HPLC-ICP-MS法测定牡蛎中3种形态的有机锡,6个平行样品测定结果的相对标准偏差均小于5%,该方法检测重复性良好。由表3可以证明,该方法测定结果可靠性良好。

表2 有机锡测定结果Table 2 Results of organotins in oyster sample

表3 CE 477测定结果Table 3 Results of organotins in CE 477

2.3 牡蛎加标回收率的测定

为进一步验证该方法对生物样品中有机锡提取的准确性与可靠性,以牡蛎样品为基质进行加标回收率的测定,向0.5 g冷冻干燥的牡蛎样品中分别加入350 ng二丁基氯化锡、350 ng三苯基氯化锡和305 ng三丁基氯化锡。平行添加4份样品进行加标回收率的测定,其平均测定结果列于表4。

表4 牡蛎样品加标回收率测定Table 4 Recoveries of organotins in oyster sample

2.4 方法检出限

在选定的色谱条件下,采用逐级稀释法进行3种有机锡检出限的测定。测定信噪比为3∶1时,二丁基锡、三丁基锡和三苯基锡的检出限分别为0.33、0.22和0.48 ng/g。

3 结论

采用微波辅助萃取技术对牡蛎样品中的有机锡进行提取,HPLC-ICP-MS法测定提取液,该方法可以准确、可靠的测定生物样品中二丁基锡、三丁基锡和三苯基锡的含量。最佳的微波辅助萃取条件为微波功率 60 W,萃取时间 20 min,萃取剂为 1.0 mol/L HAc,0.5 mol/L NaAc的甲醇溶液 (p H 5.9)。3种有机锡测定结果的相对标准偏差均优于5%,加标回收率在99%～115%之间,验证标物 CE 477的测定误差均小于±5%。该方法具有灵敏快速、准确可靠的特点,可用于生物样品中有机锡形态的分析检测。

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Determination of Organotins in Oyster by HPLC-ICP-MS

CUI Yan-jie1,2,CHAO Jing-bo2,KAN G Tian-fang1,SONG Zeng-liang3
(1.College of Environmental and Energy Engineering,Beijing University ofTechnology,Beijing100124,China;2.National Institute of Metrology P.R.China,Beijing100013,China;.3.Heibei Provincial Institute of Metrologicial Supervision and Measurement,Shijiazhuang050051,China)

Organotins in oyster samples were determined by high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry(HPLC-ICP-MS)after microwaveassisted extraction.Oyster samples were extracted under the conditions of microwave power 60 W for 20 min,while 1.0 mol/L acetic acid and 0.5 mol/L sodium acetate in methanol severed as extraction solvent.After filtration,samples were determined by HPLC-ICP-MS.Under the optimized conditions,the recoveries of dibutyltin,tributyltin and triphenyltin are 104%,99.3%and 113%,and the detection limits are 0.33,0.22 and 0.48 ng/g,respectively.The results are consistent with the certified value of CE 477 mussel tissue reference material.

microwave-assisted extraction;high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma mass spectrometry(HPLC-ICP-MS);organotin;oyster

巢静波(1976～),女 (汉族),河北唐山人,助理研究员,从事化学分析计量研究。E-mail:chaojb@nim.ac.cn

O 657.63

A

1004-2997(2011)02-0082-04

2010-04-20;

2010-07-21

国家质量监督检验检疫总局食品安全专项项目(ASPAQ0907)资助

崔彦杰(1978～),女 (汉族),北京人,硕士研究生,从事环境污染物分析研究。E-mail:cuiyj@nim.ac.cn