中空纤维三液相微萃取-高效液相色谱法测定水样中吡虫啉*

方克鸣， 吴小华， 陈建荣

(1．浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华 321004;2．浙江师范大学地理与环境科学学院，浙江金华 321004)

基于中空纤维的液相微萃取方法是近年发展起来的分离富集的一种新技术［1］，它较好地克服了液-液萃取法中有机溶剂消耗量大［2］、固相(微)萃取法中仪器装置昂贵［3］的缺点，具有消耗有机溶剂少、操作方便、成本低廉、富集效果好等优点［4］．该方法将萃取剂固定在中空纤维的微孔结构中，形成分离相-萃取剂-接收相的三液相状态，由于微孔结构可以实现对大颗粒杂质、大分子化合物的阻挡，使被富集物质在三相中传递，达到分离富集的目的［5］．

吡虫啉(1-(6-氯-3-吡啶基甲基)-N-硝基咪唑-2-亚胺，1-((6-chloro-3-pyridinyl)methyl)-N-nitro-imidazolidinimine)是农业生产中广泛使用的硝基亚甲基类内吸杀虫剂，会对人类和哺乳动物产生慢性的毒理效应［6］．该农药会随着水流的运动污染水体，因此对水体中吡虫啉含量的测定很有必要．测定吡虫啉含量的方法有酶联免疫吸附法［7］、电化学方法［8］、气相色谱法［9］和高效液相色谱法［10］等．这些方法中，有的对大批量的样品具有快速检测的优势，但检测方法对仪器和操作技术要求较高，掌握和应用难度较大;或者有的方法前处理比较复杂，费时、费工，效率不够高．

本文将聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维三液相微萃取与高效液相色谱法联用测定水样中吡虫啉的含量，采用耐氧化性、抗污染性好的聚偏氟乙烯材质的中空纤维［11］进行液相微萃取，方法简便，富集效果好，可用于江水和塘水中痕量吡虫啉的测定．

1 实验部分

1．1仪器和试剂

Waters高效液相色谱仪(美国，Waters公司);HJ-6磁力搅拌器(郑州长城科工贸有限公司);微量进样器;Milli-Q Academic纯水仪(密理博中国有限公司)．

吡虫啉标准溶液(1 000 μg·mL-1):准确称取0．100 0 g吡虫啉标准品，用水定容至100 mL;工作溶液(2 μg·mL-1)由标准溶液稀释而成．聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维(金华中科膜工程有限公司)，内径 800 μm，纤维孔径 0．2 μm，壁厚50 μm．甲醇(色谱纯，国药集团);正辛醇、异辛醇、环己烷、磷酸二氢钾、氢氧化钾等均为分析纯，且均经过滤膜过滤．实验用水为Milli-Q纯水仪制超纯水．

1．2 实验方法

1．2．1 聚偏氟乙烯中空纤维三液相微萃取

将聚偏氟乙烯中空纤维截成4 cm的小段，置于超纯水中，超声清洗5 min，烘干备用．

取一定量的吡虫啉标准溶液于25 mL比色管中，加入5 mL 0．25 mol·L-1KOH 溶液，用水稀释至刻度，然后转入相应大小的称量瓶中，放入磁子．将一段聚偏氟乙烯中空纤维在正辛醇溶液中浸泡10 s，取出后插入含有接收相溶液的微量进样器针头，推入接收相溶液，使其从另一头溢出，并用止水夹夹住，倒扣于称量瓶中，磁力搅拌10 min，取出，松开夹子，用微量进样器抽出中空纤维腔体中的接收相进行液相色谱分析．

1．2．2 高效液相色谱分析

色谱柱为 C18-AR-Ⅱ，4．6 mm ×150 mm;流动相 V(甲醇)∶V(水)=70∶30;流速为0．8 mL·min-1;检测波长为 271 nm;进样量为20 μL．

1．2．3 样品测定

江水和塘水样品，经过滤后取20 mL，加入5 mL 0．25 mol·L-1KOH溶液，按上述步骤操作进行吡虫啉的分离和分析．

2 结果与讨论

2．1 吡虫啉的光谱特性

图1 吡虫啉的紫外-可见吸收光谱

吡虫啉经紫外可见吸收光谱(UV-Vis)扫描，在271 nm处有最大吸收波长(见图1)．因此，选择271 nm为吡虫啉检测波长．

2．2 吡虫啉标准品和样品的色谱图

对照吡虫啉标准品和样品的色谱图(见图2和图3)可知，保留时间为2．273 s的峰为吡虫啉的色谱峰，在上述色谱条件下样品组分的分离效果良好．

图2 吡虫啉标准品的色谱图

图3 样品的色谱图

2．3 聚偏氟乙烯中空纤维的选择

聚偏氟乙烯中空纤维有干法制备和湿法制备的2种，它们的外观具有很大的差别:干法制备的硬、管壁厚;湿法制备的软、管壁薄．经过试验，湿法制备的聚偏氟乙烯中空纤维具有更好的分离富集效果(见图4)．这是由于湿法制备的聚偏氟乙烯中空纤维在制备时有一个快速脱溶剂的过程，使聚合物表层破裂、开孔，形成孔隙，生成膜表面的孔结构，在表层之下聚集的高分子因凝固剂与溶剂的双向扩散而快速固化，形成多空网状结构．

2．4 萃取剂的选择

由于要形成三液相状态，中间的萃取剂相要选择具有疏水性的有机溶剂．本文试验了正辛醇、异辛醇、环己烷，结果显示挥发性低的正辛醇具有最好的效果(见图4)．

图4 萃取剂及中空纤维制法对萃取效率的影响

2．5 分离相和接收相的确定

吡虫啉是一种二元弱碱，在中性和微酸性的介质中稳定，在碱性介质中会发生水解，介质碱性越强水解越快．在碱性的土壤或水体中，水解是吡虫啉主要的降解行为之一．吡虫啉在0．05 mol·L-1KOH溶液中以分子形式存在，溶解度小，因此以0．05 mol·L-1KOH溶液为分离相．以0．01 mol·L-1KH2PO4溶液作为接收相，可以控制接收相溶液为微酸性，有利于吡虫啉在接收相中的溶解和富集．

2．6 萃取时间对萃取效率的影响

萃取是吡虫啉从分离相到接收相的一个动态过程，需要一定的时间来完成这个分配过程，时间越长越有利于吡虫啉的富集，但过长的萃取时间容易造成萃取剂的损失，使分析结果的稳定性变差．本实验研究了萃取时间对萃取效率的影响，结果见图5．从图5可见，随着萃取时间的增加，萃取效率增加，5 min后达到平衡，20 min后萃取效率有所下降．故选择萃取时间为10 min．

图5 萃取时间对萃取效率的影响

2．7 分析特性

当分离相为0．05 mol·L-1KOH溶液、接收相为0．01 mol·L-1KH2PO4溶液、富集 20 mL 样品时，方法的检测限(3σ)为 0．4 ng·mL-1，工作曲线的线性范围为0．4～160 ng·mL-1，回归方程为

其中，y和x分别代表峰高和吡虫啉的质量浓度．相关系数为0．997 9(见图6)，富集倍数为22．75倍，相对标准偏差为5．2%(n=10，ρ(吡虫啉)=40 ng·mL-1)．

2．8 水样中的吡虫啉及其回收率测定

对水样按上述实验方法分别进行吡虫啉含量测定及回收实验，结果见表1．

3 结论

建立了湿法制聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维液相微萃取-高效液相色谱法测定水样中痕量吡虫啉的方法．该方法具有操作简便、富集效率高等特点．改变分离相、接收相和萃取剂，本方法还可用于水样中其他痕量有机污染物的测定．

图6 工作曲线

表1 水样中吡虫啉含量测定和回收实验结果(n=3)

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