同步衍生超聲乳化微萃取氣相色譜法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種同步衍生超聲乳化微萃取氣相色譜法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物的方法。它包括如下步驟：（1）將液體樣品注入尖底玻璃離心管中，用微量進樣針將氯甲酸丁酯作為衍生劑/萃取相快速注入液體樣品中，然后將其移入高功率數(shù)控超聲波清洗機中；（2）在頻率40kHz、功率50W、溫度2℃的條件下超聲7min，玻璃離心管內(nèi)液體樣品成乳濁液后，離心，使試管中的乳濁液完成相分離；（3）用氣相色譜進樣針吸取試管底部的沉積相，注入氣相色譜儀進行分析；（4）用氣相色譜儀分析和檢測苯胺類化合物。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)檢測方法，不僅縮短了分析時間，而且減少了對人體有毒害作用的有機溶劑。
【專利說明】同步衍生超聲乳化微萃取氣相色譜法測定環(huán)境水樣中苯胺 類化合物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)境水體中污染物的檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種同步衍生超聲乳化微萃 取氣相色譜法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在染料、香料、合成樹脂、農(nóng)藥和藥品的生產(chǎn)過程中，苯胺類化合物作為合成中間 體而被廣泛地使用，它們很容易隨工業(yè)廢棄物被排放到河流、湖泊和土壤中，成為對生態(tài)環(huán) 境造成極大危害的有機污染物，部分芳香胺對人類具有高毒性，已經(jīng)被確定為致癌物質(zhì)。苯 胺類化合物比前體物質(zhì)更具極性，因而水溶性更強，這導致了它們在水環(huán)境中的遷移能力 大大增強，其小劑量的存在就可能會對藻類、魚類等水生生物造成嚴重危害。為了能夠有效 地控制與治理苯胺類化合物對水體環(huán)境的污染，建立一種快速高效地檢測環(huán)境水樣中苯胺 化合物的方法是十分必要的。
[0003] 環(huán)境水體樣中的苯胺類污染物含量通常處于痕量水平，為了使分析得到更加準 確的結(jié)果，樣品必須經(jīng)過預處理。在苯胺類化合物樣品的傳統(tǒng)預處理方法中，固相萃取法 (SPE)的成本較高，步驟繁瑣，其改進后的固相微萃取法（SPME)，雖操作更為簡便，但因其 所用石英纖維質(zhì)地較脆且使用壽命有限，故此方法價格較昂貴，此外，分析物在萃取頭上的 殘留也是一個很重要的問題；液相萃取法（LLE)，基于分析物在液體樣品與不溶于水的萃 取劑之間的傳遞，是一種廣泛使用的樣品前處理方法，但存在操作繁瑣、萃取時間長和有 機溶劑用量大的缺點，其改進的液相微萃取法（LPME)實現(xiàn)了一步萃取，僅需要微量體積 的有機溶劑來萃取液體樣品中的分析物化合物，且富集系數(shù)高，近來，針對此方法，已經(jīng)發(fā) 展出了懸浮液滴微萃取法（SDME)，中空纖維膜微萃取法（HF - LPME)和頂空液相微萃取法 (HS-LPME)等新方法。但在SDME法的實際操作過程中，懸浮液滴的穩(wěn)定性難以保證，而 HF - LPME法也存在預處理時間長的問題。針對這些問題，Assadi等（2006)提出了一種新 的液相微萃取技術(shù)--分散液相微萃取法（DLLME)，這種方法因操作簡便快速且富集系數(shù) 高，而被廣泛關(guān)注，然而，在DLLME法的操作過程中，仍需使用相當數(shù)量的有機溶劑，這對操 作者來說，具有一定的危害性。隨后，針對有機溶劑的使用問題，Regueiro等（2008)提出 了一種與超聲波輻射相結(jié)合的新型DLLME法，稱為超聲輔助乳化微萃取法（USAEME)，由于 這種預處理方法不使用分散劑，因而更加綠色環(huán)保。
[0004] 苯胺類化合物屬于極性化合物，在氣相色譜分析過程中，會引起拖尾和不可逆吸 附，為了獲得更好的色譜效果，通常需要進行衍生化，此外，衍生化還可以幫助前處理方法 獲得更寬的分析范圍。衍生化可以分為柱前、柱中和柱后衍生化，其中比較受歡迎的柱前衍 生化，又可進一步分為萃取前衍生化、萃取后衍生化和同步衍生化。在同步衍生化過程中， 萃取和衍生化同步進行，因而更加簡單、方便和節(jié)省時間。Farajzadeh和Nouri (2012)使 用氯甲酸丁酯（Butylchloroformate)作為衍生劑/萃取相，引入了一種基于同步衍生化和 DLLME技術(shù)的苯胺液體樣品分析新技術(shù)。
[0005] 為了使環(huán)境水樣中苯胺類化合物的分析更加快速高效和綠色環(huán)保，本發(fā)明 將同步衍生化和USAEME法二者的技術(shù)優(yōu)點結(jié)合起來，通過對衍生/萃取效率影響因 素的實驗研究和技術(shù)優(yōu)化，建立了一種新型液相萃取劑技術(shù)，即同步衍生超聲乳化微 萃取法(Simultaneous derivatization and ultrasound assisted emulsification microextraction，SD -USAEME)，并將其與氣相色譜氫火焰離子化檢測器（GC -FID)相結(jié)合， 實際環(huán)境水樣中苯胺類化合物的檢測結(jié)果表明，這種方法對環(huán)境水樣中苯胺類化合物的檢 測，具有操作簡便、靈敏度高、綠色環(huán)保的特點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種同步衍生超聲乳化微萃取氣相色 譜法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物的方法。
[0007] 同步衍生超聲乳化微萃取氣相色譜法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物的方法包括 如下步驟：
[0008] (1)將10mL液體樣品注入15mL尖底玻璃離心管中，用50 μ L微量進樣針將20 μ L 作為衍生劑/萃取相的氯甲酸丁酯快速注入液體樣品中，然后將其移入高功率數(shù)控超聲波 清洗機中；
[0009] (2)在頻率40kHz、功率50W、溫度2°C的條件下超聲7min，玻璃離心管內(nèi)液體樣品 成乳濁液后，用離心機在4000rpm條件下離心6min，使試管中的乳濁液完成相分離，沉積相 總體積為10 μ L ;
[0010] ⑶用5 μ L的氣相色譜進樣針吸取試管底部的沉積相2 μ L，注入氣相色譜儀進行 分析，氣相色譜進樣針死體積為〇 ;
[0011] ⑷用氣相色譜儀來分析和檢測苯胺類化合物，氣相色譜儀裝配有分流/ 不分流進樣系統(tǒng)和氫火焰離子化檢測器，氣相色譜柱為ΗΤ - 5毛細管氣相色譜柱， 30mX0.25mmX0.25 μ m，填充相 5 % - diphenyl -95 % - dimethyl polysiloxane，程序升 溫：初始80°C保留4min，然后以8°C /min升溫到160°C，于160°C保持2min，之后以5°C / min升溫到230°C結(jié)束，氣相色譜儀進樣器和檢測器溫度均為270°C，99. 999%純度的氮氣 為載氣和尾吹氣，載氣流速為1. 20mL/min，尾吹氣流速為25mL/min，空氣流速300mL/min， 氫氣流速30mL/min ;
[0012] (5)根據(jù)氣相色譜的分析結(jié)果，獲得環(huán)境水樣中苯胺類化合物的含量數(shù)據(jù)。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有明顯的優(yōu)勢：
[0014] 1.采用本方法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物，不僅靈敏度高，檢測限為1. 1? 4. 1 μ g/L，而且具有較寬的線性范圍（6?60000 μ g/L)。
[0015] 2.本方法將同步衍生與超聲輔助乳化相結(jié)合的微萃取過程，使操作更為簡便，有 機溶劑的用量僅需20μ L。相比于傳統(tǒng)檢測方法，不僅縮短了分析時間，而且減少了對人體 有毒害作用的有機溶劑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是同步衍生超聲乳化微萃取氣相色譜法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物的流 程圖。圖中：(a) 15mL尖底玻璃離心管裝有10mL液體樣品，（b)在液體樣品中注入20 μ L氯 甲酸丁酯作為衍生劑/萃取相，（c)2°C條件下，超聲7min形成乳濁液，（d)4000rpm條件下 離心6min實現(xiàn)相分離，（e)用5 μ L氣相色譜進樣針（死體積為0)移取玻璃離心管底部的 沉積相2 μ L，注入氣相色譜儀進行分析。
[0017] 圖2是實際環(huán)境水樣氣相色譜圖。（Α)加標去離子水（600 μ g/L) ; (Β)去離子水空 白對照；1，苯胺；2, 2, 6 -二甲基苯胺；3,對甲苯胺；4,鄰甲氧基苯胺；5,4 -氯-2 -甲基苯 胺；S1，污泥干化冷凝液；S2,城市垃圾滲濾液；S2,城市污水；S4,長江口水；S5,錢塘江水； S6,西湖水；S7,自來水。

【具體實施方式】
[0018] 同步衍生超聲乳化微萃取氣相色譜法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物的方法包括 如下步驟：
[0019] (1)將10mL液體樣品注入15mL尖底玻璃離心管中，用50yL微量進樣針將20yL 作為衍生劑/萃取相的氯甲酸丁酯快速注入液體樣品中，然后將其移入高功率數(shù)控超聲波 清洗機中；
[0020] (2)在頻率40kHz、功率50W、溫度2°C的條件下超聲7min，玻璃離心管內(nèi)液體樣品 成乳濁液后，用離心機在4000rpm條件下離心6min，使試管中的乳濁液完成相分離，沉積相 總體積為10 μ L ;
[0021] (3)用5 μ L的氣相色譜進樣針吸取試管底部的沉積相2 μ L，注入氣相色譜儀進行 分析，氣相色譜進樣針死體積為〇 ;
[0022] (4)用氣相色譜儀來分析和檢測苯胺類化合物，氣相色譜儀裝配有分流/不 分流進樣系統(tǒng)和氫火焰離子化檢測器，氣相色譜柱為ΗΤ - 5毛細管氣相色譜柱， 30mX0.25mmX0.25 μ m，填充相 5 % - diphenyl -95 % - dimethyl polysiloxane，程序升 溫：初始80°C保留4min，然后以8°C /min升溫到160°C，于160°C保持2min，之后以5°C /min 升溫到230°C結(jié)束，氣相色譜儀進樣器和檢測器溫度均為270°C，99. 999%純度的氮氣為載 氣和尾吹氣，載氣流速為1. 20mL/min，尾吹氣流速為25mL/min，空氣流速300mL/min，氫氣 流速 30mL/min ;
[0023] (5)根據(jù)氣相色譜的分析結(jié)果，獲得環(huán)境水樣中苯胺類化合物的含量數(shù)據(jù)。
[0024] 實施例
[0025] 采用同步衍生超聲乳化微萃取氣相色譜法，檢測環(huán)境水樣中5種苯胺類化合物 (苯胺，Aniline ;2, 6 -二甲基苯胺，2, 6 - Dimethylaniline ;對甲苯胺，p - Touidine ;鄰甲 氧基苯胺，〇 - Anisidine ;4 -氯-二甲基苯胺，4 - Chloro - 2 - methylaniline)的含量，具 體實施步驟如下：
[0026] (1)分別?。何勰喔苫淠?、城市垃圾滲濾液、城市污水、長江口水、錢塘江水、 西湖水和自來水7種環(huán)境水樣各10mL，注入15mL尖底玻璃離心管中，用50 μ L微量進樣 針將20 μ L氯甲酸丁酯（作為衍生劑/萃取相）分別快速注入環(huán)境水樣中，然后將其移入 KQ - 400KDE型高功率數(shù)控超聲波清洗機中。
[0027] (2)在頻率40kHz、功率50W、溫度2°C的條件下超聲7min，玻璃離心管內(nèi)液體樣品 成乳濁液后，用D - 78532型離心機在4000rpm條件下離心6min，使試管中的乳濁液完成相 分離（沉積相總體積為10 μ L)。
[0028] (3)用5 μ L的氣相色譜進樣針（死體積為0)吸取試管底部的沉積相2 μ L，注入 氣相色譜儀進行分析。
[0029] (4)采用裝配有分流/不分流進樣系統(tǒng)和氫火焰離子化檢測器（FID)的氣相色譜 儀（FULI9790)分析水樣中的苯胺類化合物的含量，氣相色譜柱為HT-5毛細管氣相色譜柱 (30mX0.25mmX0.25 μ m，填充相 5 % - diphenyl -95 % - dimethyl polysiloxane)，程序 升溫：初始80°C保留4min，然后以8°C /min升溫到160°C，于160°C保持2min，之后以5°C / min升溫到230°C結(jié)束。進樣器和檢測器溫度都設(shè)為270°C。氮氣（99. 999%)為載氣和尾 吹氣，流速分別為1. 20mL/min和25mL/min，空氣流速300mL/min，氫氣流速30mL/min。
[0030] 表1給出了 7種環(huán)境水樣中5種苯胺類化合物的含量特征。從表1和圖2中可以 看出，污泥干化冷凝液（S1)中檢測到了苯胺、2, 6-二甲基苯胺、對甲苯胺和4-氯-2 -甲基 苯胺，濃度分別為47. 1、23. 2、9. 7和163. 8 μ g/L ;城市垃圾滲濾液（S2)中檢測到了苯胺、 鄰甲氧基苯胺和4 -氯-2 -甲基苯胺，濃度分別為6. 1、19. 7和38. 6 μ g/L ;城市污水（S3) 中檢測到了苯胺和4 -氯-2 -甲基苯胺，濃度分別為12. 9和11. 7 μ g/L ;其他環(huán)境水樣中 未檢測出苯胺類化合物。對七種環(huán)境水樣分別進行了三組平行加標回收分析（加標濃度 均為60 μ g/L)，結(jié)果表明，被測試苯胺類化合物的相對回收率（RR)在86. 8%?105. 5%之 間，標準偏差RSD(η = 3)在2. 6%?5. 5%之間。
[0031] 表1環(huán)境水樣中苯胺類化合物的分析結(jié)果
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種同步衍生超聲乳化微萃取氣相色譜法測定環(huán)境水樣中苯胺類化合物的方法，其 特征在于它包括如下步驟： (1) 將10mL液體樣品注入15mL尖底玻璃離心管中，用50 μ L微量進樣針將20 μ L作為 衍生劑/萃取相的氯甲酸丁酯快速注入液體樣品中，然后將其移入高功率數(shù)控超聲波清洗 機中； (2) 在頻率40kHz、功率50W、溫度2°C的條件下超聲7min，玻璃離心管內(nèi)液體樣品成乳 濁液后，用離心機在4000rpm條件下離心6min，使試管中的乳濁液完成相分離，沉積相總體 積為10 μ L ; (3) 用5 μ L的氣相色譜進樣針吸取試管底部的沉積相2 μ L，注入氣相色譜儀進行分 析，氣相色譜進樣針死體積為〇 ; (4) 用氣相色譜儀來分析和檢測苯胺類化合物，氣相色譜儀裝配有分流/不 分流進樣系統(tǒng)和氫火焰離子化檢測器，氣相色譜柱為ΗΤ-5毛細管氣相色譜柱， 30mX 0. 25mmX 0. 25 μ m，填充相 5%-diphenyl_95%-dimethyl polysiloxane，程序升溫：初 始80°C保留4min，然后以8°C /min升溫到160°C，于160°C保持2min，之后以5°C /min升溫 到230°C結(jié)束，氣相色譜儀進樣器和檢測器溫度均為270°C，99. 999%純度的氮氣為載氣和 尾吹氣，載氣流速為1. 20mL/min，尾吹氣流速為25mL/min，空氣流速300mL/min，氫氣流速 30mL/min ； (5) 根據(jù)氣相色譜的分析結(jié)果，獲得環(huán)境水樣中苯胺類化合物的含量數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01N30/06GK104155375SQ201410350220
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】翁煥新, 田立勛 申請人:浙江大學