高效液相色谱法测定水样中痕量联苯胺

李焕勇，罗杰鸿

(1.暨南大学 分析测试中心，广东 广州 510632；2.京诚检测集团广州公司，广东 广州 511400)



高效液相色谱法测定水样中痕量联苯胺

李焕勇1，罗杰鸿2

(1.暨南大学 分析测试中心，广东 广州 510632；2.京诚检测集团广州公司，广东 广州 511400)

利用HLB固相萃取柱对水样中的联苯胺进行富集，应用HPLC法测定水样中痕量联苯胺。色谱柱为Zorbax SB-C18，流动相为甲醇-磷酸二氢钾，梯度洗脱，检测波长为254 nm，外标法定量。结果表明，联苯胺在0～10.0 mg·L-1范围内线性关系良好，相对标准偏差为1.6%～5.7%。该方法快速、高效，能有效应用于日常水质检测中痕量联苯胺的测定。

联苯胺；HLB固相萃取柱；外标法；高效液相色谱

4,4′-二氨基联苯俗称联苯胺，分子式为(C6H4NH2)2，是染料合成的中间体，应用广泛。联苯胺及其盐是有毒致癌物质，其固体及蒸汽极易通过皮肤进入体内，引起接触性皮炎，刺激黏膜，损害肝和肾，导致膀胱癌和胰腺癌。联苯胺的浓度只要达到6.7μg·L-1，对人体就有致癌的风险。联苯胺是IARC第一类致癌物，在纺织品领域已经受到严格的限制。

联苯胺的化学不稳性和色谱特性制约着检测方法的应用。目前，水样中的联苯胺的检测方法[1-3]包括LC-MS-MS[4]、HPLC[5-7]、GC-MS[8]等，还没有有效的标准方法。LC-MS-MS法因仪器昂贵阻碍了其进一步应用。由于二甲苯烷二异氰酸酯在气相条件下极易分解成联苯胺，造成联苯胺的假阳性，并且联苯胺在气相条件中的色谱特性较差，所以GC-MS等气相测定法并不能有效检测联苯胺。因此，液相测定法(如HPLC)成为联苯胺的重要检测手段，当采用液相色谱测定联苯胺时，由于联苯胺在空气中极易氧化成联苯醌(图1)，因此浓缩富集是影响联苯胺液相法检测的重要因素。

鉴于此，作者利用HLB固相萃取柱对水样中的联苯胺进行富集，应用HPLC法测定水样中痕量联苯胺，以期开发具有良好重现性的简便测试方法，为联苯胺的进一步研究提供测试基础。

图1 联苯胺的氧化

Fig.1 Oxidation of benzidine

1 实验

1.1 试剂与仪器

甲醇、乙腈，色谱纯，瑞典欧森巴克化学公司；联苯胺标准品(纯度≥99%)。

液相色谱仪，日本日立公司；Zorbax SB-C18色谱柱，美国安捷伦公司；SCX、PCX、HLB固相萃取柱，中国安谱公司。

1.2 样品处理

HLB固相萃取柱预先用10 mL甲醇活化，再以15 mL一级水调整。取1 000 mL水样上清液，加入10 mol·L-1氢氧化钠溶液调节pH≥12，以5 mL·min-1速度经过HLB固相萃取柱进行浓缩富集，用5 mL甲醇洗脱固相萃取柱，收集洗脱液，供色谱分析用。

1.3 色谱条件

色谱柱：Zorbax SB-C18(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流动相：甲醇-0.02 mol·L-1磷酸二氢钾(35∶65，体积比)；流速1.0 mL·min-1；温度40.0 ℃；进样量10 μL；检测波长254 nm。

2 结果与讨论

2.1 检测仪器的选择

参照《水和废水标准检验法》第21版，建立GC-MS检测方法：1 L水样放入2 L分液漏斗中，加入30 g NaCl，溶解后加入50 mL二氯甲烷，振荡10 min，静置5 min，将二氯甲烷相转移至三角烧瓶中；再向分液漏斗中加入50 mL二氯甲烷，振荡10 min，静置分层，转移合并二氯甲烷相；向二氯甲烷相中加入3 g无水硫酸钠脱水干燥后，氮吹到3 mL；加入10 mL正己烷，氮吹并定容到1 mL，进行GC-MS测定。图2为联苯胺标准品的气相色谱。

结果发现，GC-MS检测方法的加标回收率偏低，可能是联苯胺在空气中浓缩时被氧化损失所致。联苯胺假阳性的存在增加了实验的不准确率，而且联苯胺在GC-MS的色谱特性也较差，因此，选择HPLC法检测联苯胺。

图2 联苯胺标准品的气相色谱Fig.2 Gas chromatogram of benzidine standard

2.2 固相萃取柱的选择

按1.2方法分别活化SCX、PCX、HLB固相萃取柱，按文献[4-8]进行洗脱，测定联苯胺回收率，结果见表1。

表1 不同类型固相萃取柱的回收率

Tab.1 Recoveries of different types of solid-phase extraction columns

注：a表示5 mL 2%氨水-甲醇溶液洗脱；b表示未调节水样pH值，pH=7；c表示调节水样pH值，pH≥12。

由表1可知，SCX与PCX固相萃取柱的回收率相差较大，可能是硅胶基质与聚苯乙烯/二乙烯苯基质性质不同所致；SCX与HLB固相萃取柱均可用于富集水样中的联苯胺，其中，HLB固相萃取柱的回收率最高达到68.1%，与文献值[7]相近，满足测定要求。因此，选取HLB固相萃取柱富集水样中联苯胺。

2.3 pH值的选择

在酸性条件下，联苯胺容易质子化，回收率较低[5]。从表1可以看出，用HLB固相萃取柱富集水样中联苯胺时，水样的碱性大小对联苯胺的回收率影响不大，但考虑到工业废水一般呈酸性，所以采取调节pH值的测试方式，用氢氧化钠调节pH≥12，使联苯胺成分子状态，但联苯胺在自由分子状态下容易被氧

化成联苯醌，因此，应尽量减少与空气的接触，以保证较高的回收率。

2.4 流动相的选择

联苯胺在流动相中存在2种状态：分子状态和离子状态，其转换反应式如下：

应用反相高效色谱柱分离时，质子化联苯胺出峰时间早，影响了测定的准确性。为防止联苯胺出峰时间过早和出现双峰情况，本实验采用中性的甲醇作为流动相，加入一定量的磷酸二氢钾(0.02 mol·L-1)调节离子活度。实际应用时，可根据实际样品的情况，适当调节流动相的pH值，保证联苯胺在流动相中保持分子状态。

2.5 联苯胺的高效液相色谱图、标准曲线、检出限、回收率与精密度

将联苯胺储备液用甲醇稀释成浓度(mg·L-1)分别为0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.0、2.0、4.0、5.0、10.0的联苯胺标准溶液，进行HPLC测定，结果见图3。

图3 联苯胺标准品的高效液相色谱Fig.3 HPLC of benzidine standard(5.0 mg·L-1)

以峰面积(y)为纵坐标、浓度(x)为横坐标绘制标准曲线,其线性回归方程为：y=34717x，相关系数为0.9990。根据3倍信噪比(S/N)计算联苯胺的检出限

(LOD)为0.1 mg·L-1。取一份经检测不含联苯胺的水样作为空白样品，分别添加0.2 mg·L-1、0.8 mg·L-1、2.0 mg·L-1的联苯胺标准品，测得平均加标回收率为55.5%～75.0%，相对标准偏差为1.6%～5.7%。

2.6 实际应用

采用HPLC法测定多个日常待测水样，在最优色谱条件下分析，均未检出联苯胺。

3 结论

利用HLB固相萃取柱对水样中的联苯胺进行富集，应用HPLC法测定水样中痕量联苯胺。结果表明，联苯胺在0～10.0 mg·L-1范围内线性关系良好，相对标准偏差为1.6%～5.7%。该方法回收率较高，重现性好，能够满足日常水质中联苯胺的测定要求。

[1] LU C S,HUANG S D.Trace determination of aromatic amines or phenolic compounds in dyestuffs by high-performance liquid chromatography with on-line preconcentration[J].Journal of Chromatography A,1995,696(2):201-208.

[2] PRAMAURO E,PREVOT A B,SAVARINO P,et al.Preconcentration of aniline derivatives from aqueous solutions using micellar-enhanced ultrafiltration[J].Analyst,1993,118(1):131-146.

[3] GROENEWEGEN M G M, van de MERBEL N C,SLOBODNIK J,et al.Automated determination of weakly acidic and basic pollutants in surface water by on-line electrodialysis sample treatment and column liquid chromatography[J].Analyst,1994,119(8):1753-1758.

[4] 申玲玲,邱雄雄,詹松.UHPLC-MSMS测定环境水中的联苯胺[J].环境化学,2013,32(4):717-718.

[5] 李逸,刘胜玉,刘昕宇,等.自动固相萃取-高效液相色谱法测定地表水中痕量联苯胺[J].环境化学,2013,32(9):1807-1808.

[6] 张丽,刘玉侠.固相萃取-高效液相色谱法同时测定饮用水中苯胺和联苯胺[J].环境监测管理与技术,2013,25(5):41-43.

[7] 赵淑莉,魏复盛,邹汉法,等.高效液相色谱法测定废水中苯胺类化合物[J].色谱,1997,15(6):508-511.

[8] 易睿.液液萃取-气相色谱-质谱法同时测定饮用水中的酞酸酯、百菌清和联苯胺[J].环境监控与预警,2014,6(2):21-24.

版权声明

《化学与生物工程》编辑部

Determination of Trace Benzidine in Water by High Performance Liquid Chromatography

LI Huan-yong1,LUO Jie-hong2

(1.AnalyticalandTestingCenter,JinanUniversity,Guangzhou510632,China;2.BeijingtestCo.,Ltd.,Guangzhou511400,China)

Firstly,aHLBsolid-phaseextractioncolumnwasusedtoenrichbenzidineinwater.ThentracebenzidinewasdeterminedbyHPLC(ZorbaxSB-C18aschromatographiccolumn,gradientelutionwithmethanol-potassiumdihydrogenphosphateasmobilephase,254nmasdetectionwavelength,quantifiedbyexternalstandardmethod).Resultsshowedthat,thelinearrelationshipwasbetterattherangeofbenzidineconcentrationfrom0mg·L-1to10.0mg·L-1,andtherelativestandarddeviationwas1.6%～5.7%.Thismethodisfastandeffective,andcanbeusedtodeterminationoftracebenzidineinwater.

benzidine;HLBsolid-phaseextractioncolumn;externalstandardmethod;HPLC

国家自然科学基金面上项目(41576116)

2016-12-13

李焕勇(1985-)，男，山西晋中人，工程师，研究方向：化学分析与仪器分析，E-mail:leb2828@126.com。

10.3969/j.issn.1672-5425.2017.04.016

O661.1 O657.72

A

1672-5425(2017)04-0068-03

国信息化建设，扩大本刊及作者知识信息交流渠道，本刊已被《中国学术期刊

总库》及CNKI系列数据库、《万方数据——数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库(全文版)》、《台湾华艺数据库》等收录。如作者不同意论文被收录，请在来稿时向本刊声明，本刊将作适当处理。

李焕勇，罗杰鸿.高效液相色谱法测定水样中痕量联苯胺[J].化学与生物工程，2017，34(4)：68-70.