超声波提取法在RoHS检测中的应用

2012-03-15牛丽川张谷一刘化玲黄小亚

电视技术 2012年15期

牛丽川，张谷一，刘化玲，黄小亚

(国家广播电视产品质量监督检验中心，北京100015)

继欧盟RoHS指令后，世界各国对电子电气产品中限用物质的监管日益严格。在目前RoHS指令相关检测标准中，有机类物质前处理推荐使用索氏提取法，但是该方法试剂消耗大、操作繁琐。超声波提取法简便快捷，早在20世纪50年代就应用于提取花生油和啤酒花中的苦味素、鱼组织中的鱼油等［1］。美国环保局(EPA)也将超声波提取法应用于泥土等样品的前处理［2］。近年来，超声波提取技术已广泛应用于天然植物、药物、环境、食品、化工产品等样品的前处理［3］。本文分别采用超声波提取法和索氏提取法对自备样品前处理，以气相色谱—质谱(GCMS)法定量分析，讨论比较结果。然后采用超声波提取标准样品，进一步验证其在RoHS检测中的可行性。

1 实验部分

1.1 主要试剂

标准物质样品：GBW08412;标准溶液：BW3521-2，BW3522-2，BW3523-2;甲苯(色谱纯)。

1.2 主要仪器

超声水浴仪(KQ-300E，昆山);全自动索氏浸提仪(B-811，Buchi);GC-MS(7890A/5975C，安捷伦)。

1.3 样品处理

1.3.1 超声处理

称取0.2 g样品，精确至0.1 mg，置于25 mL比色管中，加入20 mL甲苯静置30 min，再超声水浴加热至50℃提取40 min，然后定容至50 mL容量瓶，离心、过滤、净化后待测。

1.3.2 索氏处理

称取0.2 g样品，精确至0.1 mg，用滤纸包好放入样品管内，在溶剂杯中加80 mL甲苯，采用索氏标准法提取3 h，浓缩后定容至50 mL容量瓶，离心、过滤、净化后待测。

1.4 仪器分析条件

色谱柱：J＆W122-5711;进样口温度：290℃;柱温箱升温程序：100℃保持1 min，然后以10℃/min速率升温至320℃，保持5 min;载气：氦气，流量1.2 mL/min;接口温度：320℃;进样方式：脉冲不分流;进样量：1 μL;电离源：EI;电子能量：70 eV;采用全扫描模式定性，离子选择监测模式定量。

2 结果与讨论

2.1 索氏提取法与超声波提取法结果对比

分别采用索氏提取法和超声波提取法对自备样品进行前处理，采用GC-MS检测的结果见表1。样品中含有5种多溴二苯醚(BDE-47，BDE-99，BDE-183，BDE-197和BDE-209)，平行测定5次。

表1 索氏提取法与超声波提取法测试结果比较

测定结果平均值相近，相对标准偏差(RSD)在1.1%～8.7%之间。分析化学中一般采用t检验评价分析结果。不同分析方法测定样品的t检验公式为t=其中 s为合并标准偏差，s=为测定平均值，n为测定次数。两种方法的总自由度f=n1+n2-2=8，置信度95%时查表得t=2.31。计算5种多溴二苯醚测试结果所得的t值见表1，均小于2.31，因此两种方法无显著性差异。

2.2 标准品验证

标准样品采用超声波提取法，GC-MS测定结果如表2所示。标准样品中含有BDE-209，测定9次平均值为1 137 mg/kg，在标准值范围1 074～1 226 mg/kg内，回收率在94.2%～105%之间，RSD=3.4%。依据标准样品t检验公式其中s为标准偏差，为测定平均值，μ为标准值，n为测定次数)，计算得t=0.98。自由度f=n-1=8，置信度95%时，t=2.31。表明该结果与标准值无显著性差异，符合要求。

表2 标准样品测定结果

2.3 超声波提取法可行性讨论

通过以上两组实验得出，超声波能有效提取样品中的有机物，其提取过程分膨胀和压缩两个阶段。先通过膨胀过程在液体中生成气泡或将液体撕裂成很小的空穴，再利用压缩时产生的极大瞬间压力破坏样品表面，细化目标物质制造乳液。而且超声波本身具有强大的能量，传递过程中可以增大介质分子运动的频率和速度，促进提取的进行，减少反应时间。

与索氏提取法相比，超声波提取装置简单，一般的超声水浴仪即可满足要求，价格低廉，操作过程简便快捷，不需要冷却水等辅助装置;而全自动索氏浸提仪价格昂贵，操作繁琐，对人员技术要求高。另外，超声波提取所需溶剂量较少，反应温度也较低，副产物少，可以实现不太稳定目标成分的提取。