搅拌棒吸附萃取—气相色谱/质谱法测定环境水样中环境雌激素

曹小敏 田耘

【摘要】以搅拌棒吸附为样品前处理技术，建立了气相色谱-质谱法分析测定环境水样中四种的环境雌激素的分析方法。实验优化研究了衍生化条件、萃取时间、萃取速度和搅拌速度对分析结果的影响。实验结果表明：该方法灵敏度高、准确度和重现性好，可用于实际环境水样的分析。

【关键词】搅拌棒吸附萃取 气相色谱-质谱法 环境雌激素

1引言

环境雌激素又称环境内分泌干扰物，其对人体和动物的生长、发育和生殖具有关键的调控作用，但同时也会产生持久性的不利的影响[1]。

随着工业的发展，以烷基酚和双酚为代表的环境雌激素类物质，主要来源于炼油、炼焦、造纸、制药和化工等工业排放的污水，多以痕量浓度存在的，对环境监测分析提出了更高的要求。环境雌激素的测定国内外主要采用气相色谱法、气相色谱一质谱法、高效液相色谱法、高效液相色谱一质谱法[2]。前处理技术多采用液液萃取、固相萃取和固相微萃取技术[3]。搅拌棒吸附萃取技术（SBSE）作为一种新型的前处理技术，具有富集倍数高、回收率高、精密度高、重现性好等优点，适合于环境中痕量污染物的萃取分析[4]。

本文采用搅拌棒吸附萃取技术作为前处理手段，建立了环境水样中四种酚类雌激素的分析方法。

2实验部分

2.1仪器与试剂

（1）仪器。AgilentGC/MS7890/5975C（安捷伦公司美国）；DF2101集热式恒温磁力搅拌器（河南巩义英峪予华仪器厂）。

（2）化学试剂。常用色谱纯有机溶剂（Tedia，美国）；标准样品：双酚-A、4-正丁基酚、4-正壬基酚、4-叔丁基酚（百灵威）；内标化合物：氘代萘、氘代菲和氘代芘（CambridgeIsotopeLaboratories，Inc.，美国）；衍生试剂：乙酸酐（中国国药集团），双三甲基硅烷基三氟乙酰胺（百灵威）。

2.2标准溶液配制

（1）目标分析物标准溶液。标准贮备液（100mg/L）：准确称取10mg各目标物，分别溶于丙酮中并定容至100mL，保存于冰箱中备用；工作混合标液（1g/mL）：准确移取上述溶液各100l，用丙酮定容至10mL。

（2）内标溶液。标准贮备液（100mg/L）：准确称取10mg各内标物，分别溶于丙酮中并定容至100mL，保存于冰箱中备用；分析用内标溶液（1g/mL）：准确移取上述溶液各10l，用丙酮定容至10mL。

2.3仪器条件

色谱柱：DB-1石英毛细管柱（30m×0.32mmi.d.）

色谱条件：柱温50℃，保持2min，以20℃/min升至100℃，再以10℃/min升至200℃，最后以20℃/min升至300℃，保持5min；载气：氦气，流量为1.0mL/min；进样口温度：300℃，无分流进样。

质谱条件：接口温度270℃，离子源温度230℃。定性分析以全扫描方式（SCAN），质量扫描范围35～400m/z；定量分析以选择离子检测（SIM）。

2.4衍生化和萃取过程

准确量取10mL的水样加入0.5g碳酸钾、0.5mL乙酸酐，混合后置于密闭的塑料管中。将搅拌棒置于上述溶液中，以1000rpm的速度在30℃下搅拌60分钟。取出搅拌棒，放置于空的塑料瓶中，加入2mL正己烷超生萃取解析5min，以该溶液作为样品溶液在气相色谱-质谱仪中直接进样。

3结果与讨论

3.1衍生化试剂的选择

酚类雌激素的常用的衍生化方法主要有两种：乙酸酐衍生法和双三甲基硅烷基三氟乙酰胺（BSTFA）衍生法。通过对具体实验，比较了两种常用的衍生化方法对四种酚类雌激素萃取效率和检测灵敏度的影响。研究结果发现：采用乙酸酐作为衍生试剂，萃取的效率更高，待测物分离时的柱效更高。

研究中进一步比较了未衍生过程和衍生过程待测物质灵敏度的差别。结果表明：四种酚类物质经衍生化处理后，灵敏度分别提高15～80倍。

3.2搅拌棒萃取条件的优化

实验综合考察了搅拌棒转速、萃取温度和萃取时间三项因素。比较了500、1000、1500、2000rpm四个转速条件对萃取效率的影响，发现1000rpm时，萃取效率最佳。实验优化萃取温度，比较了20、25、30、35、40℃五种温度下的萃取效率，发现30℃以上萃取效率基本没有变化，故选取30℃为最佳萃取温度。进一步优化了搅拌时间和解析时间，发现60min的搅拌时间和5min的解析时间后，萃取效率和解析效率未发生显著变化，可作为最佳时间。

3.3方法验证

在最佳的萃取条件和色谱条件下，综合考察方法的线性相关系数、线性范围、检出限和精密度，结果见表1，色谱图见图1。从表1中可知，4种物质均具有良好的线性关系，LOD（S/N=3）在0.02～0.08μg/L之间。实验的精密度良好，RSD均<10%。从图1中可以看到，四种物质均得到很好的分离。研究结果表明，本方法具有较高的灵敏度和实验重复性。

3.4实际环境水样分析

将建立的方法用于三种不同城市的生活污水进行测定。其中，三种生活污水均检测到了双酚-A和4-壬基酚，浓度在0.7～2.6μg/L之间；一种生活污水检测到了0.9μg/L的4-正丁基酚。三种水样均未检测到4-叔丁基酚。进一步考察了三种实际水样的加标回收率，加标量为2μg/L时，3种水样中四种物质的平均回收率在83.4%～104.8%之间，RSD在5.0%～9.4%之间，可以看出本方法对环境实际水样分析具有较高的准确度。

参考文献：

[1]林福华，邱宁宁，黄晓佳，袁东星.分析化学，2010，38（1）：67-71.

[2]刘晓燕，张海霞，刘满仓.分析测试学报，2007，26（2）：288-294.

[3]许志刚，刘智敏，字富庭，杨保民.化学世界，2012，9：432-440.

[4]BaltussenE，SandraP，DavidF，CramersC，J.MicrocolSep，1999，11（10）：737-747.