芳香胺测定中试样制备技术的研究进展

杨 敏，耿平兰，彭黔荣，寻思颖，冯永渝

(1.贵州大学 化学与化工学院，贵州 贵阳 550003;2.贵州中烟工业有限责任公司 贵阳卷烟厂，贵州 贵阳 550003;3.国家酒类及饮料产品质量监督检验中心，贵州 贵阳 550003)

芳香胺测定中试样制备技术的研究进展

杨 敏1，耿平兰1，彭黔荣2，寻思颖3，冯永渝3

(1.贵州大学 化学与化工学院，贵州 贵阳 550003;2.贵州中烟工业有限责任公司 贵阳卷烟厂，贵州 贵阳 550003;3.国家酒类及饮料产品质量监督检验中心，贵州 贵阳 550003)

介绍了目前应用在环境芳香胺测定中的固相微萃取(SPME)、柱内固相微萃取(INSPME)、搅动棒吸附萃取(SBSE)、液相微萃取(LPME)、离子液体分散液液微萃取(IL－DLLME)等试样的提取、富集、浓缩技术。

芳香胺;试样制备技术;固相微萃取;液相微萃取;分析方法

芳香胺通常定义为分子结构中有一个或多个芳环，且芳环被一个或多个氨基取代的化合物，其种类包括最简单的苯胺到具有共轭芳环或杂环结构的复杂分子及其取代物［1］。芳香胺是广泛使用的工业化学品，环境中的芳香胺主要来源于以芳香胺作为原料和中间体的合成工业，如炼油、合成聚合物、偶氮染料、黏合剂和橡胶、制药、杀虫剂和炸药等［2］;另一方面，染发剂的使用、汽车尾气的排放、肉制品的烹饪，高蛋白植物性物质的燃烧或高温分解(例如森林火灾和吸烟)等非工业方面也会向环境释放芳香胺［3］。

芳香胺可以通过呼吸道、胃肠道和皮肤等进入人体。芳香胺的毒性主要是能够与人体细胞的DNA形成加合物，使DNA发生结构与功能的变化，导致致病甚至致癌［3－6］。国际癌症研究机构(IARC)已公布了6种芳香胺为对人类的致癌物和可能致癌物。欧盟已将芳香胺列为在环境水中必须监测的优先控制污染物［7－9］。环境中微量有机污染物的分析方法一直为研究者所关注［10－14］，由于环境中芳香胺含量低，基质对检测的干扰大，为了获得低的检出限，得到可靠的测定结果，进入仪器分析前对试样进行提取、富集，浓缩等已成为必不可少的步骤［15］。

本文将介绍目前应用在芳香胺测定中的固相微萃取(SPME)、柱内固相微萃取(INSPME)、搅动棒吸附萃取(SBSE)、液相微萃取(LPME)、离子液体分散液液微萃取(IL－DLLME)等试样提取、富集、浓缩技术。

1 SPME技术

SPME是在固相萃取(SPE)基础上发展起来的一种新的萃取分离技术，主要用于GC、HPLC的试样制备［16］。

1.1 SPME－HPLC－UV分析水样中的致癌芳香胺

2003年，Chang等［17］用 SPME －HPLC －UV 分析了水样中的致癌芳香胺。比较了聚乙二醇/模板树脂(CW/TPR，50 μm)、聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(PDMS/DVB，60 μm)、聚丙烯酸酯(PA，85 μm)涂层纤维对6种芳香胺(4，4’－二氨基二苯醚、4，4’－二氨基 －二苯基甲烷、邻 －甲苯胺、4，4’－硫代二苯胺、2－氨基 －4－硝基甲苯、4－氯－邻－甲苯胺)的萃取效果。3种SPME涂层纤维中，极性最大的PA涂层纤维的萃取效果最差，CW/TPR和PDMS/DVB涂层纤维的萃取效果较好。

CW/TPR和PDMS/DVB涂层纤维的萃取及解析的最优条件是:萃取时间40 min、萃取温度10～25℃、采用静态脱附模式、解吸时间1～2 min、解吸流量 0.2 mL/min、试样溶液的 pH 为 5～10。PDMS/DVB萃取后，HPLC－UV对6种芳香胺的检出限为1.0 ～2.0 ng/mL(信噪比 (S/N)为3)，加标回收率为 81.3% ～104.7%，相对标准偏差(RSD)为1.5% ～9.8%。CW/TPR萃取测定检出限为1.4～3.0 ng/mL(S/N 为 3)，加标回收率为55.3% ～102.1%，RSD 为5.4% ～12.2%。

1.2 INSPME 技术

INSPME也称毛细管固相微萃取，是将气体或液体试样通过内壁键合了萃取剂的石英毛细管，使欲分析组分被萃取，然后用加热或洗脱液洗脱的方法将欲分析组分从涂层石英毛细管中解析下来，进行分析［16］。

1.2.1 ITSPME －GC － 氢火焰检测器(FID)测定水样中的极性化合物

2007年，Kulkarni等［18］用溶胶凝胶法在毛细管内键合低相对分子质量聚乙二醇，形成了ITSPME毛细管涂层，结合GC－FID分析了水中的极性化合物，如醛、酮、芳香胺、酚、醇和酸类。这种溶胶凝胶聚乙二醇微萃取毛细管结合GC－FID分析了水样中的9种芳香胺，其检出限为5.2～398.2 ng/L，峰面积RSD 为2.7% ～4.9%。

1.2.2 ITSPME －HPLC －UV 测定水样中的取代苯胺

2008年，Liu等［19］用氧化多壁碳纳米管(MWCNTS－COOH)作为INSPME涂层，结合HPLC－UV分析了水中的取代苯胺。当六通阀处于装载位置时，恒流泵抽取试样溶液通过PEEK管中的INSPME毛细管，分析物被MWCNTS－COOH涂层材料吸附。优化的萃取条件是:上样流量1.4 mL/min，萃取时间30 min，试样不需盐析，pH为中性。萃取完毕后，将六通阀门处于进样位置，PEEK管中的柱内毛细管固相微萃取吸附的分析物将在动态模式下用流动相解吸，然后进入HPLC－UV分析。采用这种INSPME涂层进行试样富集的富集程度比直接进样高出88～307倍，对4种极性芳香胺的检出限为0.04 ～0.13 ng/mL(S/N 为3)。

2 SBSE技术

SBSE是在磁性圆柱体的外表面用惰性玻璃层密封，再将吸附材料涂敷在玻璃层表面，制成搅动棒。使用方法为:将活化好的搅动棒放入到装有液体试样的玻璃瓶中，密封后进行磁力搅拌，取出搅拌棒，洗涤擦干，被吸附的待分析物热解析后进行气相分析或溶剂解析后进行液相分析［16］。

2009年，Huang等［20］用搅拌棒吸附萃取结合HPLC－二极管阵列检测器(DAD)分析了水样中的强极性芳香胺。搅拌棒的涂层吸附材料是自制的亲水性聚(乙烯基咪唑－二乙烯基苯)(VIDB)，强极性芳香胺无需衍生即可直接萃取，在萃取时间为2.5 h、液相解吸时间为 1.0 h、解吸溶剂为乙腈、试样含质量分数为15%NaCl、pH为11.0的条件下，对5种极性芳香胺的检出限为 0.09～0.28 μg/L(S/N 为3)，定量限为 0.37 ～ 1.15 μg/L(S/N 为10)，回收率为56.8% ～114.3%，日内 RSD 小于5%，日间RSD小于8.5%，棒与棒重复性RSD小于8.5%。

对5种苯胺(对硝基苯胺、苯胺、2，4－二硝基苯胺、邻－氯苯胺、3，4－二氯苯胺)的搅拌棒吸附萃取－HPLC－DAD测定中，自制的3种吸附萃取搅拌棒SBSE－VIDB、聚乙烯基吡啶－乙烯二甲基丙烯酸酯(SBSE－VPED)和聚乙烯吡咯烷酮－二乙烯基苯(SBSE－VPDB)显示了较好的吸附萃取效果，吸附效果大小顺序为SBSE－VIDB＞SBSEVPED＞SBSE－VPDB;而商业的SBSE－PDMS吸附萃取效果最差。

3 LPME技术

LPME是在液液萃取(LLE)和SPME技术基础上发展起来的一种新的试样前处理方法。它集采样、萃取、浓缩于一体［16］，通过将1滴有机溶剂悬于色谱进样针头(溶剂滴)或将有机溶剂注入一小段中空纤维内部(溶剂棒)或使用微量溶剂，置于待测溶液中(直接浸入法)或之上(顶空法)分离富集待测物质［16］。

3.1 顶空液相微萃取(HSLPME)技术

2005年，Peng等［21］用1－丁基 －3－甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体［C4MIM］［PF6］作为萃取剂，HSLPME法萃取环境水样中氯化苯胺，结合HPLC－DAD检测。优化条件下该法对4－氯苯胺、3，4－二氯苯胺、2，4－二氯苯胺和2－氯苯胺检出限为0.5 ～1.0 μg/L(S/N 为 3)，线性范围 5 ～100 μg/L。由于该萃取剂稳定、不挥发，萃取中分析物无损失，所以重现性较好，RSD为5% ～7%。

3.2 IL －DLLME 技术

2008年，Fan等［22］利用［C4MIM］［PF6］为液相微萃取剂，结合HPLC－可变单波长多波长检测器(VWD)分析了水样中的芳香胺(2－甲基苯胺、4－氯苯胺、1－萘胺和4－氨基联苯)。将1.8 mL水样和50 μL［C4MIM］［PF6］置于 2.2 mL 锥型管中，用1 mL注射器在锥形管中反复吸取和推出混合物两次，使［C4MIM］［PF6］完全分散于水相中，然后以3 000 r/min的转速离心2 min，用微量注射器收集锥型管下层的离子液相，进行HPLC－VWD测定。优化的萃取条件为:水样中NaCl的质量分数为 12%，pH 为 7，［C4MIM］［PF6］的加入量为50 μL。该方法加标回收率为93.4% ～106.4%，相关系数为0.999 2 ～0.999 9，检出限为 0.45 ～2.60 μg/L(S/N 为 3)，RSD 为6.2% ～9.8%。

2009年，Zhou等［23］以1－己基 －3－甲基六氟磷酸离子液体为液相微萃取剂，结合HPLC－UV测定了水样中的芳香胺。实验水样由10 mL纯水和4种芳香胺标样(2，4－二氯苯胺、1－萘胺、邻 －苯胺、N，N－二甲基苯胺)组成，各物质质量浓度为20 μg/L，放入10 mL 的玻璃锥形管中，加入60 μL离子液体，超声处理5 min，形成近乎均相的液体，放入冰水中冷却，形成混浊液，然后以4 000 r/min的转速离心15 min，用注射器吸除上层水相，下层液体用200 μL的流动相(V(甲醇)∶V(水)=50∶50)溶解，取5 μL进行HPLC－UV测定。实验结果表明，离子液体中加入质量分数7%的乙腈、pH为13、萃取时间为30 min时有利于芳香胺的萃取。该法对 4种芳香胺的加标回收率为 92.2% ～119.3%，检出限0.17 ～0.49 ng/mL。

4 结论与展望

在测定环境水样中微量或痕量芳香胺时，对试样进行提取、富集、浓缩等前处理已成为进入仪器分析前必不可少的步骤。目前应用在芳香胺测定研究中的 SPME、INSPME、SBSE、LPME、IL －DLLME技术可对试样进行提取、富集、浓缩等前处理，这些方法检测限低，不需要化学衍生，可用于环境芳香胺的日常测定中。

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Research Progresses in Sample Preparation Techniques for Determination of Aromatic Amines

Yang Min1，Geng Pinglan1，Peng Qianrong2，Xun Siying3，Feng Yongyu3

(1.School of Chemistry and Chemical Engineering，Guizhou University，Guiyang Guizhou 550003，China;
2.Guiyang Cigarette Factory，China Tobacco Guizhou Industrial Co.Ltd.，Guiyang Guizhou 550003，China;
3.National Centre of Quality Supervision and Detection for Wines and Beverages，Guiyang Guizhou 550003，China)

Several extraction，enrichment，and concentration techniques for sample preparation，which are recently applied in determination of aromatic amines in environment，are introduced，such as:solid-phase micro-extraction(SPME)，in-tube solid-phase micro-extraction(INSPME)，stirringbar sorption extraction(SBSE)，liquid-phase micro-extraction(LPME)and ionic liquid dispersion liquid-liquid micro-extraction(IL-DLLME).

aromatic amine;sample preparation technique;solid-phase micro-extraction;liquidphase micro-extraction;analysis method

TQ 116.2

A

1006－1878(2011)06－0497－04

2011－05－17;

2011－07－14。

杨敏(1962—)，女，四川省秀山市人，博士，教授，研究方向为活性化合物的分析方法学研究。电话0851－8115837，电邮 merrypengmin@126.com。联系人:彭黔荣，电话 13618515673，电邮 pengqr@public.gz.cn。

国家质量监督检验检疫总局科技计划资助项目(GZQTS_2009QK404);贵州省科技厅工业攻关项目(黔科合GY 字［2008］3036)。

(编辑 张艳霞)