一種氣質(zhì)聯(lián)用檢測多溴聯(lián)苯醚及其代謝物的凝膠色譜柱及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣質(zhì)聯(lián)用檢測多溴聯(lián)苯醚及代謝物的凝膠色譜柱的制備方法，以及該凝膠色譜柱檢測多溴聯(lián)苯醚及其代謝物的檢測方法，屬于環(huán)境或食品檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，環(huán)境和食品中的有機(jī)污染物種類越來越多，如多溴聯(lián)苯醚及代謝物，它是一類鹵代有機(jī)溴化阻燃劑(BFRs)，由于良好的阻燃性，它在工業(yè)領(lǐng)域被大量的使用在各種商業(yè)產(chǎn)品中，例如電子電器產(chǎn)品和紡織品。商業(yè)的多溴聯(lián)苯醚產(chǎn)品主要包括五溴、八溴和十溴聯(lián)苯醚。由于它們的理化性質(zhì)和生物積累特征，如環(huán)境持久性和高疏水性導(dǎo)致了這類產(chǎn)品已經(jīng)在自然環(huán)境中廣泛分布。甲氧基多溴聯(lián)苯醚(MeO-PBDEs)是一類和多溴聯(lián)苯醚結(jié)構(gòu)相似的化合物，它們被認(rèn)為是人工合成的化合物。毒理學(xué)研宄表明，這兩類化合物對(duì)人體的肝臟、甲狀腺以及生殖器官和神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生特定的毒理作用。且這類有機(jī)污染物所處的基體通常十分復(fù)雜，含量也甚微，常以yg/kg計(jì)。目前，測定多溴聯(lián)苯醚及代謝物比較成熟的檢測方法是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，但是其結(jié)果的準(zhǔn)確性很大程度受制于樣品的雜質(zhì)含量。如果這些雜質(zhì)不經(jīng)處理，則會(huì)對(duì)后續(xù)有機(jī)污染物的檢測結(jié)果產(chǎn)生較大干擾，影響檢測的結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決了【背景技術(shù)】中的不足，提供了一種氣質(zhì)聯(lián)用檢測多溴聯(lián)苯醚及其代謝物的凝膠色譜柱，該凝膠色譜柱制備方法簡單，能夠有效克服復(fù)雜的基體效應(yīng)，能對(duì)含有機(jī)污染物基體中的多種雜質(zhì)進(jìn)行分離，從而有效地除去多種雜質(zhì)，避免了對(duì)后續(xù)有機(jī)污染物檢測的干擾。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種氣質(zhì)聯(lián)用檢測多溴聯(lián)苯醚及其代謝物的凝膠色譜柱，所述凝膠色譜柱采用如下方法制備:(I)、稱取聚苯乙烯凝膠和溶劑，其中每I克聚苯乙烯對(duì)應(yīng)量取5?8毫升溶劑，所述的溶劑為環(huán)己烷和乙酸乙酯的混合溶液，將聚苯乙烯凝膠混合于溶劑中，搖勻，然后進(jìn)行溶脹，溶脹時(shí)間大于24小時(shí)，溶脹平衡后，倒出上清液以及懸浮顆粒雜質(zhì)，備用；
[0006](2)、取一支干燥潔凈的色譜柱以及一支硅膠軟管，將硅膠軟管連接在色譜柱的下端出口處，然后向色譜柱內(nèi)加入占柱體積20?30%的溶劑，靜置，直至色譜柱內(nèi)的玻璃砂芯濾板中無氣泡溢出，然后打開活塞，擠壓硅膠軟管，排出玻璃砂芯濾板下方和活塞之間的氣泡，使溶劑充滿此部分空間，然后關(guān)閉活塞；
[0007](3)、將溶脹后的聚苯乙烯凝膠和溶劑倒入燒杯中，充分?jǐn)嚢柚敝辆郾揭蚁┠z均勻的懸浮在溶劑中，制得凝膠懸浮液，然后將凝膠懸浮液由色譜柱的頂端緩慢倒入于色譜柱中，使凝膠懸浮液自然沉降，當(dāng)色譜柱底部的凝膠懸浮液沉積至1/5柱體積時(shí)，打開色譜柱下端活塞，并調(diào)節(jié)流速至2?3mL/min，然后繼續(xù)倒入凝膠懸浮液至柱體積5/6處，并保持凝膠始終浸泡在溶劑中，待凝膠完全沉降均勻后，在凝膠層之上加入1/12柱體積的海沙，鋪平，即制得所述凝膠色譜柱。
[0008]步驟(I)所述的溶劑中環(huán)己烷和乙酸乙酯的體積比為1:1。
[0009]步驟⑵所述的色譜柱的長徑比為8?10:1。
[0010]本發(fā)明同時(shí)還提供了基于上述凝膠色譜柱檢測多溴聯(lián)苯醚及其代謝物的方法，該方法有操作簡單、重現(xiàn)性好、靈敏度高和準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。該方法包括以下步驟:(I)、將待測樣品與硅藻土按照1:8?10的體積比混合，再用二氯甲烷與正己烷按照1:1的體積比混合后的溶液進(jìn)行洗脫，收集并濃縮待測樣品洗脫液，制得濃縮液A ;
[0011](2)、在濃縮液A中加入內(nèi)標(biāo)碳13標(biāo)記內(nèi)標(biāo)PBDEs 28,47,99，100，154，153和183，濃度為 100ng/mL，以及 BDE17, BDE28, BDE47, BDE66, BDE71, BDE85, BDE99, BDE100, BDE138, BDE153, BDE154, BDE183 和 BDE190 以及代謝物 5-MeO_BDE47，6-MeO_BDE47，4' -MeO_BDE49，2'-MeO-BDE68, 5' -MeO_BDE99，5' -MeO-BDElOO, 4' -MeO-BDElOl 和4' -Me0_BDE103 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為100ng/mL ;將以上物質(zhì)加入濃縮液中并混合均勻，再將濃縮液注入色譜柱內(nèi)，直至濃縮液的液面與海砂面平齊；
[0012](3)、采用1.2?1.4倍柱體積的溶劑進(jìn)行洗脫，洗脫流速為1.00?1.50mL/min,棄去前50?60%柱體積的洗脫液，收集剩余部分的洗脫液于蒸發(fā)瓶中，后續(xù)經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)與氮吹濃縮至0.9?1.1mL,制得濃縮液B，供GC-MS檢測用；
[0013](4)、將濃縮液B注入GC-MS中，采用Elite_5MS毛細(xì)管色譜柱，進(jìn)樣體積為2.0?
3.0 μ L，不分流模式進(jìn)樣，以氦氣作為載氣，載氣流速為0.8?1.2mL/min。進(jìn)樣口溫度為270?280°C，襯管采用脫活襯管，傳輸線溫度為315°C?325°C，離子源溫度245°C?255°C，采用70ev的EI電離方式，掃描方式為SM，柱溫箱程序升溫條件為:95°C?105°C保持 0.8 ?1.2min — 195 °C ?205 °C，升溫速度為 18 V /min ?22 V /min ； 195 V ?2050C ^ 275? ?285?，升溫速度為 2.4°C /min ?2.6°C /min ;275°C ?285°C— 315°C ?325°C，升溫速度為 4.50C /min ?5.5°C /min，315°C?325°C保持 9 ?Ilmin ；
[0014](5)、采用同位素稀釋內(nèi)標(biāo)法定量，即以待測物濃度為橫坐標(biāo)，待測物峰面積與相應(yīng)的同位素峰面積之比為縱坐標(biāo)，得到工作曲線，從而計(jì)算中待測樣品中BDE17，BDE28, BDE47, BDE66, BDE71, BDE85, BDE99, BDE100, BDE138, BDE153, BDE154, BDE183 和 BDE190 以及代謝物 5-MeO-BDE47，6-MeO-BDE47，4, -MeO_BDE49，2' -MeO_BDE68，5' -MeO_BDE99，5' -MeO-BDE100, 4' -MeO-BDElOl 和 4' -Me0_BDE103 的含量。
[0015]凝膠分離是一種非常有效的處理方法，當(dāng)基體中不同分子大小的混合物流經(jīng)凝膠層析柱時(shí)，比凝膠網(wǎng)孔大的分子不能進(jìn)入凝膠微粒內(nèi)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而被排阻凝膠微粒之外，隨著溶劑在凝膠微粒之間的孔隙向下流動(dòng)并最先流出柱外；比網(wǎng)孔小的分子能不同程度的自由出入凝膠微粒網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)外，在色譜柱中的滯留時(shí)間較長，這樣由于不同大小的分子所經(jīng)的路程不同而得到分離，大分子物質(zhì)被先洗脫出來，如蛋白質(zhì)，小分子物質(zhì)被后洗脫出來，如多溴聯(lián)苯醚及代謝物。因此，樣品經(jīng)過凝膠色譜分離凈化后，能去除大部分雜質(zhì)，對(duì)測定多溴聯(lián)苯醚及代謝物的準(zhǔn)確性有促進(jìn)作用。然后對(duì)樣品溶液進(jìn)行濃縮，供GC-MS測定。
[0016]首先要想得到較好的分離效果，凝膠必須進(jìn)行溶脹處理，溶脹之后，凝膠體積進(jìn)行膨脹，溶劑滲透到凝膠之中，凝膠微粒的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)才能充分伸展，這樣大分子物質(zhì)才能被排阻，小分子物質(zhì)能夠自由出入，從而達(dá)到良好的分離凈化效果。
[0017]其次裝柱一定要要均勻，平整，不能有氣泡。氣泡通常來源于璃砂芯濾板下方的空隙之中，采用硅膠軟管排氣泡的方式，能夠使溶劑充滿玻璃砂芯濾板下方和活塞之間的死體積，從而抑制氣泡的產(chǎn)生。在裝柱過程中，凝膠的均一性也非常重要，凝膠裝的即不能過松也不能過緊，如果裝的太松，在層析過程中，凝膠層高度會(huì)下降，裝的過緊，則洗脫阻力太大，延長分析時(shí)間。而采用本發(fā)明的裝柱方法，凝膠的松緊程度恰到好處。
[0018]本發(fā)明在色譜柱的頂層使用了海砂，海砂主要成分為二氧化硅，性質(zhì)穩(wěn)定，不與其他化合物反應(yīng)，在填充過程中海砂可以將凝膠壓實(shí)壓平整，其次再上樣和洗脫過程中，由于海砂緩沖作用，凝膠不會(huì)因沖擊力而揚(yáng)起。
[0019]本發(fā)明在凈化過程中所用試劑為環(huán)境友好型試劑，環(huán)己烷和乙酸乙酯較二氯甲烷毒性小，對(duì)環(huán)境的污染也小。本發(fā)明可避免操作人員接觸毒性較強(qiáng)的二氯甲烷溶劑，減少對(duì)人體和環(huán)境的危害性。
[0020]本發(fā)明還對(duì)氣象色譜質(zhì)譜條件進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)樣口溫度設(shè)置為270?280°C，保證了所分析化合物完全充分的氣化，襯管采用脫活襯管，可以避免進(jìn)樣口襯管上的活性點(diǎn)吸附樣品組分并導(dǎo)致出現(xiàn)拖尾峰，尤其是針對(duì)多溴聯(lián)苯醚化合物中的一些高沸點(diǎn)物質(zhì)。傳輸線溫度設(shè)置為315°C?325°C，保證了待測物從氣相色譜進(jìn)入質(zhì)譜檢測器的過程中不發(fā)生冷凝效果。
[0021]本發(fā)明從分析方法學(xué)上來看，選用了同位素稀釋內(nèi)標(biāo)法來定量，這種方法定量上更為準(zhǔn)確科學(xué)，可以排除由于樣品中基質(zhì)的干擾(離子抑制之類的)引起的誤差，同時(shí)在樣品凈化之前加入內(nèi)標(biāo)化合物還可以考察整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)目標(biāo)化合物的損失情況。
[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果和優(yōu)點(diǎn)在于:
[0023]本發(fā)明中制備的凝膠性能優(yōu)越，而且該方法中凝膠的填充操作描述細(xì)致具體，針對(duì)性強(qiáng)，從而加強(qiáng)了可操作性。因此，該方法制備的凝膠凈化色譜柱能克服復(fù)雜的基體效應(yīng)，能去除含多溴聯(lián)苯類及其代謝物基體中的多種雜質(zhì)，消除了對(duì)后續(xù)多溴聯(lián)苯及其代謝物檢測產(chǎn)生的干擾；后續(xù)的檢測方法也給出了儀器的最適參數(shù)，使分析的結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。更重要的是，該方法制備的凝凈化色譜柱操作簡單，經(jīng)試驗(yàn)表明，使用該方法檢測多溴聯(lián)苯類化合物等有機(jī)污染物具有靈敏度高、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好和回收率高的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)具體的說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于以下實(shí)施例。
[0025]為檢驗(yàn)本發(fā)明提供的氣質(zhì)聯(lián)用檢測多溴聯(lián)苯醚及代謝物的凝膠色譜柱及其檢測方法的可行性和優(yōu)越性，本申請(qǐng)的發(fā)明人特意在乳制品中加入多溴聯(lián)苯醚及其代謝物的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及內(nèi)標(biāo)溶液，將加標(biāo)溶液的乳制品采用本發(fā)明提供的凝膠凈化色譜柱的制備和填充方法進(jìn)行分離，按照本發(fā)明提供的儀器參數(shù)進(jìn)行檢測。測定經(jīng)凝膠凈化色譜柱分離后的乳制品的多溴聯(lián)苯醚及其代謝物的含量，根據(jù)檢出的結(jié)果濃度和已知的有機(jī)物濃度的差異，對(duì)該方法制備的凝膠凈化色譜柱的分離及儀器檢測的可行性和優(yōu)越性進(jìn)行評(píng)估。
[0026]實(shí)施例1
[0027]取10g聚苯乙烯凝膠，浸泡在500mL的環(huán)己烷:乙酸乙酯(1:1)中，搖勻，然后進(jìn)行溶脹，溶脹時(shí)間為一天，溶脹平衡后，倒出上清液以及懸浮顆粒雜質(zhì)，備用。取一支干凈的色譜柱(ID:2.5CmXL:20Cm)，加入約5cm的環(huán)己烷:乙酸乙酯(1:1)，靜置，直至色譜柱內(nèi)的玻璃砂芯濾板中無氣泡溢出，然后打開活塞，擠壓硅膠軟管，排出玻璃砂芯濾板下方和活塞之間的氣泡，使溶劑充滿此部分空間，然后關(guān)閉活塞。將溶脹后的聚苯乙烯凝膠和溶劑倒入燒杯中，充分?jǐn)嚢柚敝辆郾揭蚁┠z均勻的懸浮在溶劑中，制得凝膠懸浮液，然后將凝膠懸浮液由色譜柱的頂端緩慢倒入于色譜柱中，使凝膠懸浮液自然沉降，當(dāng)色譜柱底部的凝膠懸浮液沉積至1/5柱體積時(shí)，打開色譜柱下端活塞，并調(diào)節(jié)流速至2?3mL/min，然后繼續(xù)倒入凝膠懸浮液至17cm處，并保持凝膠始終浸泡在溶劑中，待凝膠完全沉降均勻后，在凝膠層之上加入1.6cm高的海沙，鋪平，即制得所述凝膠色譜柱。
[0028]稱取2g事先處理過的乳粉，與16g的硅藻土混合，用150mL的二氯甲烷:正己烷(1:1)進(jìn)行洗脫萃取，收集萃取液，濃縮至lmL，制得濃縮液A。在濃縮液A中加入內(nèi)標(biāo)碳13標(biāo)記內(nèi)標(biāo) PBDEs 28,47,99，100，154，153 和 183，濃度為 100ng/mL，以及 BDE17, BDE28, BDE47，BDE66, BDE71, BDE85, BDE99, BDE100, BDE138